JP7127735B2 - HOT STAMP MOLDED PRODUCT AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME - Google Patents

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Description

本発明は、ホットスタンプ成形品およびその製造方法に関する。
本願は、2019年4月1日に、日本に出願された特願2019-070212号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
The present invention relates to a hot-stamped molded article and a method for manufacturing the same.
This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2019-070212 filed in Japan on April 1, 2019, the content of which is incorporated herein.

産業技術分野が高度に分業化した今日、各技術分野において用いられる材料には、特殊かつ高度な性能が要求されている。例えば自動車用鋼板に関しては、地球環境への配慮から、車体軽量化による燃費の向上のために、高い強度が求められている。高強度鋼板を自動車の車体に適用した場合、鋼板の板厚を薄くして車体を軽量化しながら、所望の強度を車体に付与することができる。 In today's highly specialized industrial technology field, materials used in each technical field are required to have special and advanced performance. For example, steel sheets for automobiles are required to have high strength in order to improve fuel efficiency by reducing the weight of automobile bodies, in consideration of the global environment. When the high-strength steel sheet is applied to the vehicle body of an automobile, the thickness of the steel sheet can be reduced to reduce the weight of the vehicle body while imparting desired strength to the vehicle body.

しかしながら、自動車の車体部材を形成する工程であるプレス成形においては、使用される鋼板の厚さが薄いほど割れおよびしわが発生しやすくなる。そのため、自動車用鋼板には、優れたプレス成形性も必要とされる。 However, in press forming, which is a process for forming vehicle body members for automobiles, the thinner the steel plate used, the more likely cracks and wrinkles are generated. Therefore, steel sheets for automobiles are also required to have excellent press formability.

プレス成形性の確保と鋼板の高強度化とは相反する要素であるので、これらの特性を同時に満足させることは困難である。また、高強度鋼板をプレス成形すると、部材を金型から取り出した際にスプリングバックにより部材の形状が大きく変化するので、部材の寸法精度を確保することが困難となる。このように、プレス成形により高強度の車体部材を製造することは容易ではない。 Ensuring press formability and increasing the strength of the steel sheet are contradictory elements, so it is difficult to satisfy these characteristics at the same time. In addition, when a high-strength steel plate is press-formed, the shape of the member is greatly changed due to springback when the member is taken out of the mold, making it difficult to ensure the dimensional accuracy of the member. Thus, it is not easy to manufacture a high-strength vehicle body member by press molding.

これまでに、超高強度の車体部材を製造する方法として、例えば、特許文献1に開示されているように、加熱した鋼板を低温のプレス金型を用いてプレス成形する技術が提案されている。この技術はホットスタンプまたは熱間プレス等と呼ばれており、高温に加熱されることで軟質な状態となった鋼板をプレス成形するので、複雑な形状の部材を高い寸法精度で製造することができる。また、金型との接触により鋼板が急冷されるので、焼入れにより、プレス成形と同時に強度を大幅に高めることが可能となる。例えば特許文献1には、引張強さが500~600MPaである鋼板をホットスタンプすることで、引張強さが1400MPa以上である部材が得られることが記載されている。 Until now, as a method of manufacturing an ultra-high-strength vehicle body member, for example, as disclosed in Patent Document 1, a technique of press-molding a heated steel plate using a low-temperature press die has been proposed. . This technology is called hot stamping or hot pressing, and because it press-forms steel sheets that have been softened by being heated to high temperatures, it is possible to manufacture members with complex shapes with high dimensional accuracy. can. In addition, since the steel sheet is rapidly cooled by contact with the mold, it is possible to greatly increase the strength by quenching at the same time as press forming. For example, Patent Document 1 describes that a member having a tensile strength of 1400 MPa or more can be obtained by hot stamping a steel plate having a tensile strength of 500 to 600 MPa.

車体部材の中でも、センターピラーおよびサイドメンバーといった骨格構造部品では、自動車が衝突した際の部材の変形状態を制御するために、部材内に硬質な部位と軟質な部位とが設けられることが多い。 Among vehicle body members, frame structural parts such as center pillars and side members are often provided with a hard portion and a soft portion within the member in order to control the deformation state of the member when an automobile collides.

ホットスタンプによって軟質部を有する部材を製造する方法として、特許文献2には、誘導加熱または赤外線加熱により鋼板の加熱温度を部分的に変化させ、低温に加熱した部分を軟質化する方法が開示されている。
特許文献3には、鋼板を炉加熱する際に鋼板の一部に断熱材を装着し、部分的に加熱温度を低下させて軟質化する方法が開示されている。
As a method of manufacturing a member having a soft portion by hot stamping, Patent Document 2 discloses a method of partially changing the heating temperature of a steel plate by induction heating or infrared heating to soften the portion heated to a low temperature. ing.
Patent Literature 3 discloses a method of softening a steel plate by partially lowering the heating temperature by attaching a heat insulating material to a portion of the steel plate when the steel plate is heated in a furnace.

特許文献4および特許文献5には、成形時の鋼板と金型との接触面積を変えることによって鋼板の冷却速度を部分的に変化させ、冷却速度の低い部分を軟質化する方法が開示されている。
特許文献6には、二枚の素板を溶接して連結させた、いわゆるテーラードブランク材を用いてホットスタンプする技術が開示されている。
Patent Documents 4 and 5 disclose a method of partially changing the cooling rate of a steel sheet by changing the contact area between the steel sheet and the mold during forming, thereby softening the portion where the cooling rate is low. there is
Patent Literature 6 discloses a technique of hot stamping using a so-called tailored blank material in which two raw plates are welded and connected.

ホットスタンプでは、通常、鋼板をオーステナイト域まで加熱した後、臨界冷速以上の冷却速度で冷却することにより、マルテンサイト単一の組織を形成することで高強度化させる。一方、特許文献2~5に記載される方法では、上述の通り部分的に鋼板の加熱温度または冷却速度を低下させ、部分的にマルテンサイト以外の組織を生成させて軟質化を図っている。しかしながら、マルテンサイト以外の組織の分率は、加熱温度および冷却速度に敏感に反応して変化するので、特許文献2~5の方法では、軟質部の強度が安定しないという課題がある。 In hot stamping, a steel sheet is generally heated to the austenite region and then cooled at a cooling rate equal to or higher than the critical cooling rate to form a single martensitic structure and increase strength. On the other hand, in the methods described in Patent Documents 2 to 5, as described above, the heating temperature or cooling rate of the steel sheet is partially lowered, and a structure other than martensite is partially generated to soften the steel sheet. However, since the fraction of the structure other than martensite changes sensitively to the heating temperature and cooling rate, the methods of Patent Documents 2 to 5 have the problem that the strength of the soft portion is not stable.

特許文献6に記載される技術では、一方の素板に焼入れ性が低い鋼板を使用することにより、一定の加熱冷却条件の下で軟質部を形成することができる。しかしながら、軟質部の金属組織および強度特性は、鋼板の成分組成に大きく依存するにもかかわらず、特許文献6では、焼入れ性の低い鋼板の成分組成について何ら配慮がなされていない。 In the technique described in Patent Document 6, by using a steel plate with low hardenability as one of the base plates, a soft portion can be formed under certain heating and cooling conditions. However, although the metallographic structure and strength characteristics of the soft portion are highly dependent on the chemical composition of the steel sheet, Patent Document 6 does not give any consideration to the chemical composition of the steel sheet having low hardenability.

このような課題に対し、特許文献7および8には、硬質部と軟質部とからなるホットスタンプ部材、または、全体的に軟質なホットスタンプ部材において、軟質部の強度を安定化させる方法が開示されている。 In response to such problems, Patent Documents 7 and 8 disclose a method of stabilizing the strength of the soft portion in a hot stamped member consisting of a hard portion and a soft portion, or in a hot stamped member that is entirely soft. It is

具体的には、特許文献7には、C含有量を低めに制限するとともに焼入れ元素を一定量以上含有させ、冷却中にフェライト、パーライトおよびマルテンサイトの形成を抑制した600~1200MPa級自動車用高強度部材およびその製造方法が開示されている。
また、特許文献8には、C含有量を低めに制限するとともにTiを含有させ、マルテンサイトの生成量を制御した、引張強さが500MPa以上のホットスタンプ部材およびその製造方法が開示されている。
Specifically, Patent Document 7 discloses a 600 to 1,200 MPa class high-pressure steel for automobiles in which the C content is restricted to a lower level and a certain amount or more of a quenching element is contained to suppress the formation of ferrite, pearlite, and martensite during cooling. A strength member and method of making the same are disclosed.
In addition, Patent Document 8 discloses a hot stamped member having a tensile strength of 500 MPa or more in which the C content is restricted to a low level and Ti is contained to control the amount of martensite generated, and a method for producing the same. .

特許文献7および8に記載される技術によれば、部材内における強度および伸びの均一性を高めることが可能となる。しかしながら、本発明者らの検討によると、特許文献7および8に記載される技術では、金属組織にベイナイト、マルテンサイト等の硬質組織が含まれるので、熱的安定性が低く、部材に塗装焼付処理を施した際に強度が低下する場合があることが分かった。自動車部材では、塗装焼付処理が行われることが多いので、特許文献7および8に記載の技術には、改善の余地が残されている。 According to the techniques described in Patent Documents 7 and 8, it is possible to improve the uniformity of strength and elongation within the member. However, according to the studies of the present inventors, in the techniques described in Patent Documents 7 and 8, the metal structure includes hard structures such as bainite and martensite, so the thermal stability is low, and the member is not coated with baking. It was found that the strength may decrease when the treatment is applied. Automobile members are often subjected to paint baking treatment, so the techniques described in Patent Documents 7 and 8 still have room for improvement.

日本国特開2002-102980号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-102980 日本国特開2005-193287号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-193287 日本国特開2009-61473号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-61473 日本国特開2003-328031号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-328031 国際公開第2006/38868号WO2006/38868 日本国特開2004-58082号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-58082 日本国特開2005-248320号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-248320 国際公開第2008/132303号WO2008/132303

上述のように、ホットスタンプによって軟質な部材または軟質部を含む部材を製造することは容易ではない。特に、ホットスタンプによって、一部または全部に軟質部を含む、熱的安定性に優れた低強度のホットスタンプ部材(成形品)を製造することは、従来技術においては困難であった。 As mentioned above, it is not easy to manufacture soft parts or parts containing soft parts by hot stamping. In particular, it has been difficult in the prior art to manufacture a hot-stamped member (molded article) having excellent thermal stability and low strength, which contains a soft portion in part or in its entirety by hot stamping.

本発明は、上記の課題を解決し、熱的安定性に優れる、より具体的には塗装焼付処理に伴う塗装焼付処理前後での強度(引張強さ)の変動が小さい、引張強さが440MPa以上、700MPa未満である部分を有するホットスタンプ成形品およびその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention solves the above problems, has excellent thermal stability, more specifically, has a small change in strength (tensile strength) before and after paint baking treatment due to paint baking treatment, and has a tensile strength of 440 MPa. As described above, it is an object of the present invention to provide a hot-stamped molded article having a portion of less than 700 MPa and a method for producing the same.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、下記のホットスタンプ成形品およびその製造方法を要旨とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and the gist thereof is the following hot-stamped molded article and method for producing the same.

(1)ホットスタンプ成形品であって、前記ホットスタンプ成形品の全部または一部が、質量%で、C:0.001%以上、0.090%未満、Si:0.50%未満、Mn:0.50%以上、1.70%未満、P:0.200%以下、S:0.0200%以下、sol.Al:0.001~2.500%、N:0.0200%以下、B:0.0002~0.0200%、Ti:0~0.300%、Nb:0~0.300%、V:0~0.300%、Zr:0~0.300%、Cr:0~2.00%、Mo:0~2.00%、Cu:0~2.00%、Ni:0~2.00%、Ca:0~0.0100%、Mg:0~0.0100%、REM:0~0.1000%、Bi:0~0.0500%、並びに、残部:Feおよび不純物である化学組成を有し、金属組織が、面積%で、フェライト:50.0%超、焼戻しマルテンサイト:5.0%以上、50.0%未満、マルテンサイト:0%以上、10.0%未満、ベイナイト:0%以上、20.0%未満、を含み、引張強さが、440MPa以上、700MPa未満であり、170℃で20分間の熱処理を施した際の、前記引張強さの低下量であるΔTSが100MPa以下である。
(2)上記(1)に記載のホットスタンプ成形品は、前記化学組成が、質量%で、Ti:0.001~0.300%、Nb:0.001~0.300%、V:0.001~0.300%、Zr:0.001~0.300%、Cr:0.001~2.00%、Mo:0.001~2.00%、Cu:0.001~2.00%、Ni:0.001~2.00%、Ca:0.0001~0.0100%、Mg:0.0001~0.0100%、REM:0.0001~0.1000%、および、Bi:0.0001~0.0500%からなる群から選択される1種または2種以上を含有してもよい。
(3)上記(1)または(2)に記載のホットスタンプ成形品は、表面にめっき層を有してもよい。
(4)上記(1)または(2)に記載のホットスタンプ成形品を製造する方法であって、上記(1)または(2)に記載の化学組成を有するホットスタンプ用鋼板を、Ac点を超える温度まで加熱する加熱工程と、前記加熱工程後の前記ホットスタンプ用鋼板に対して、(Ar点-200℃)以上、Ar点未満の温度でホットスタンプを開始し、続いて90℃未満の温度まで冷却するホットスタンプ工程と、前記ホットスタンプ工程後の成形品を、100~140℃の温度まで加熱し、その温度で3~120分間保持する再加熱工程と、を備える。
(5)上記(1)または(2)に記載のホットスタンプ成形品を製造する方法であって、上記(1)または(2)に記載の化学組成を有するホットスタンプ用鋼板を、接合用鋼板と接合して接合鋼板とする接合工程と、前記接合工程後の接合鋼板を前記ホットスタンプ用鋼板のAc点を超える温度まで加熱する加熱工程と、前記加熱工程後の前記接合鋼板に対して、前記ホットスタンプ用鋼板の(Ar点-200℃)以上、Ar点未満の温度でホットスタンプを開始し、続いて90℃未満の温度まで冷却するホットスタンプ工程と、前記ホットスタンプ工程後の成形品を、100~140℃の温度まで加熱し、その温度で3~120分間保持する再加熱工程と、を備える。
(6)上記(3)に記載のホットスタンプ成形品を製造する方法であって、上記(1)または(2)に記載の化学組成を有し、かつ表面にめっき層を有するホットスタンプ用鋼板を、Ac点を超える温度まで加熱する加熱工程と、前記加熱工程後の前記ホットスタンプ用鋼板に対して、(Ar点-200℃)以上、Ar点未満の温度でホットスタンプを開始し、続いて90℃未満の温度まで冷却するホットスタンプ工程と、前記ホットスタンプ工程後の成形品を、100~140℃の温度まで加熱し、その温度で3~120分間保持する再加熱工程と、を備える。
(7)上記(3)に記載のホットスタンプ成形品を製造する方法であって、上記(1)または(2)に記載の化学組成を有し、かつ表面にめっき層を有するホットスタンプ用鋼板を、接合用鋼板と接合して接合鋼板とする接合工程と、前記接合工程後の接合鋼板を、前記ホットスタンプ用鋼板のAc点を超える温度まで加熱する加熱工程と、前記加熱工程後の前記接合鋼板に対して、前記ホットスタンプ用鋼板の(Ar点-200℃)以上、Ar点未満の温度でホットスタンプを開始し、続いて90℃未満の温度まで冷却するホットスタンプ工程と、前記ホットスタンプ工程後の成形品を、100~140℃の温度まで加熱し、その温度で3~120分間保持する再加熱工程と、を備える。
(1) A hot-stamped article, in which all or part of the hot-stamped article contains, by mass%, C: 0.001% or more and less than 0.090%, Si: less than 0.50%, and Mn : 0.50% or more and less than 1.70%, P: 0.200% or less, S: 0.0200% or less, sol. Al: 0.001 to 2.500%, N: 0.0200% or less, B: 0.0002 to 0.0200%, Ti: 0 to 0.300%, Nb: 0 to 0.300%, V: 0-0.300%, Zr: 0-0.300%, Cr: 0-2.00%, Mo: 0-2.00%, Cu: 0-2.00%, Ni: 0-2.00 %, Ca: 0 to 0.0100%, Mg: 0 to 0.0100%, REM: 0 to 0.1000%, Bi: 0 to 0.0500%, and the balance: Fe and impurities The metal structure has, in area%, ferrite: more than 50.0%, tempered martensite: 5.0% or more and less than 50.0%, martensite: 0% or more and less than 10.0%, bainite: 0% or more and less than 20.0%, the tensile strength is 440 MPa or more and less than 700 MPa, and ΔTS, which is the amount of decrease in the tensile strength when subjected to heat treatment at 170 ° C. for 20 minutes, is 100 MPa or less.
(2) The hot stamped product according to (1) above has the chemical composition, in mass%, Ti: 0.001 to 0.300%, Nb: 0.001 to 0.300%, V: 0 .001-0.300%, Zr: 0.001-0.300%, Cr: 0.001-2.00%, Mo: 0.001-2.00%, Cu: 0.001-2.00 %, Ni: 0.001 to 2.00%, Ca: 0.0001 to 0.0100%, Mg: 0.0001 to 0.0100%, REM: 0.0001 to 0.1000%, and Bi: It may contain one or more selected from the group consisting of 0.0001 to 0.0500%.
(3) The hot-stamped article described in (1) or (2) above may have a plating layer on its surface.
(4) A method for producing a hot stamped product according to (1) or (2) above, wherein a steel sheet for hot stamping having the chemical composition according to (1) or (2) above is subjected to Ac 3 points A heating step of heating to a temperature exceeding , and hot stamping is started at a temperature of (Ar 3 point - 200 ° C.) or more and less than Ar 3 point on the hot stamping steel plate after the heating step, followed by 90 and a reheating step of heating the molded article after the hot stamping process to a temperature of 100 to 140° C. and holding it at that temperature for 3 to 120 minutes.
(5) A method for producing a hot stamped product according to (1) or (2) above, wherein a steel plate for hot stamping having the chemical composition according to (1) or (2) above is used as a joining steel plate. A joining step of forming a joined steel plate by joining with, a heating step of heating the joined steel plate after the joining step to a temperature exceeding the Ac 3 point of the hot stamping steel plate, and the joining steel plate after the heating step , a hot stamping step in which hot stamping is started at a temperature of (Ar 3 point −200 ° C.) or more and less than Ar 3 point of the hot stamping steel sheet, and then cooled to a temperature of less than 90 ° C., and after the hot stamping step and a reheating step of heating the molded product of to a temperature of 100 to 140° C. and maintaining it at that temperature for 3 to 120 minutes.
(6) A method for producing a hot-stamped product according to (3) above, wherein the steel sheet for hot stamping has the chemical composition according to (1) or (2) above and has a plating layer on its surface. A heating step of heating to a temperature exceeding Ac 3 point, and the hot stamping steel plate after the heating step (Ar 3 point −200 ° C.) or more and Ar 3 point Start hot stamping at a temperature below. followed by a hot stamping step of cooling to a temperature of less than 90 ° C.; , provided.
(7) A method for producing a hot-stamped product according to (3) above, wherein the steel sheet for hot stamping has the chemical composition according to (1) or (2) above and has a plating layer on its surface. is joined to a joining steel plate to form a joining steel plate, a heating step of heating the joining steel plate after the joining step to a temperature exceeding the Ac 3 point of the hot stamping steel plate, and after the heating step A hot stamping step of starting hot stamping on the bonded steel sheet at a temperature of (Ar 3 point - 200 ° C.) or higher and less than Ar 3 point of the hot stamping steel plate, and then cooling to a temperature of less than 90 ° C. and a reheating step of heating the molded product after the hot stamping step to a temperature of 100 to 140° C. and maintaining the temperature at that temperature for 3 to 120 minutes.

本発明によれば、塗装焼付処理に伴う強度の変動が小さい(熱的安定性に優れる)、引張強さが440MPa以上、700MPa未満である部分を有するホットスタンプ成形品を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain a hot-stamped molded product having a portion with a tensile strength of 440 MPa or more and less than 700 MPa, which has a small change in strength (excellent in thermal stability) due to paint baking treatment.

実施例1で製造したホットスタンプ成形品の形状を示す模式図である。1 is a schematic diagram showing the shape of a hot-stamped article produced in Example 1. FIG. 実施例2で製造したホットスタンプ成形品の形状を示す模式図である。2 is a schematic diagram showing the shape of a hot-stamped article produced in Example 2. FIG.

本発明者らは、引張強さが440MPa以上、700MPa未満であるホットスタンプ成形品について、塗装焼付時の強度低下を抑制する方法を鋭意検討した。その結果、以下の知見を得た。 The present inventors diligently studied a method for suppressing a reduction in the strength of a hot-stamped article having a tensile strength of 440 MPa or more and less than 700 MPa during paint baking. As a result, the following findings were obtained.

(A)ホットスタンプ成形品の金属組織にマルテンサイトまたはベイナイト等の硬質組織が多量に含まれると、塗装焼付処理により成形品の引張強さが大きく低下する。これは、硬質組織が焼戻されて軟質化するためと考えられる。 (A) If the metallographic structure of the hot-stamped product contains a large amount of hard structure such as martensite or bainite, the tensile strength of the product is greatly reduced by the paint baking treatment. It is considered that this is because the hard structure is tempered and softened.

(B)一方、硬質組織の分率が低く、フェライトを含む軟質組織を主体とする金属組織を有するホットスタンプ成形品であっても、化学組成やホットスタンプ条件によっては塗装焼付処理により引張強さが大きく低下する場合がある。 (B) On the other hand, even if the hot stamped product has a low hard structure fraction and a metal structure mainly composed of soft structures including ferrite, depending on the chemical composition and hot stamping conditions, the tensile strength may be reduced by paint baking. may drop significantly.

(C)ホットスタンプを行う工程において、フェライトとオーステナイトとが共存する温度域でホットスタンプを開始すること、および、ホットスタンプ工程後のホットスタンプ成形品に所定の温度域で再加熱を施すことにより、塗装焼付処理に伴う引張強さの低下が抑制される。 (C) In the hot stamping process, by starting hot stamping in a temperature range where ferrite and austenite coexist, and reheating the hot stamped product after the hot stamping process in a predetermined temperature range , the decrease in tensile strength due to paint baking treatment is suppressed.

この理由は明らかではないが、本発明者らは、次の理由に起因すると推測する。(a)ホットスタンプ成形品において、フェライト中に含まれる固溶状態の炭素は、塗装焼付時に粗大な鉄炭化物として析出し、フェライトの強度が低下する原因となる。(b)ホットスタンプ成形品において、微細な鉄炭化物または微細な鉄炭素クラスターは、塗装焼付時に粗大な鉄炭化物に変化し、フェライトの強度が低下する原因となる。(c)フェライトが存在する状態でホットスタンプを行うと、ホットスタンプ成形品において、フェライト中に転位が導入される。(d)ホットスタンプ成形品を再加熱すると、フェライト中の固溶炭素が転位上に析出し、固溶炭素量が減少するとともに、微細な鉄炭化物または微細な鉄炭素クラスターが粗大化する。 Although the reason for this is not clear, the inventors presume that it is due to the following reason. (a) In hot-stamped products, solid-solution carbon contained in ferrite precipitates as coarse iron carbides when the paint is baked, causing a decrease in ferrite strength. (b) In hot stamped products, fine iron carbides or fine iron carbon clusters change into coarse iron carbides during paint baking, which causes a decrease in ferrite strength. (c) When hot stamping is performed in the presence of ferrite, dislocations are introduced into the ferrite in the hot stamped product. (d) When the hot-stamped product is reheated, solute carbon in ferrite precipitates on dislocations, the amount of solute carbon decreases, and fine iron carbides or fine iron-carbon clusters coarsen.

(D)化学組成にB(ホウ素)を含有させると、塗装焼付処理に伴う引張強さの低下が抑制される。この理由は明らかではないが、Bを含有させると、ホットスタンプ成形品において、フェライトに導入される転位の量が増加し、再加熱による炭化物の析出が促進され、固溶炭素量がより減少すること、および、鉄炭化物または鉄炭素クラスターの粗大化が促進されること、に起因すると推定される。 (D) When B (boron) is included in the chemical composition, the decrease in tensile strength due to paint baking treatment is suppressed. Although the reason for this is not clear, the inclusion of B increases the amount of dislocations introduced into the ferrite in hot stamped products, promotes the precipitation of carbides due to reheating, and further reduces the amount of dissolved carbon. and that the coarsening of iron carbides or iron-carbon clusters is promoted.

以上(A)~(D)の知見から、本発明者らは、所望量のB(ホウ素)を含有させた鋼板を用い、フェライトとオーステナイトとが共存する温度域でホットスタンプを開始し、さらに、ホットスタンプ工程後のホットスタンプ成形品に再加熱を行うことにより、フェライトを主体とする金属組織を有し、少なくとも一部の引張強さが700MPa未満であり、熱的安定性に優れ、塗装焼付処理による強度低下が小さいホットスタンプ成形品を製造できることを見出した。 From the knowledge of (A) to (D) above, the present inventors used a steel plate containing a desired amount of B (boron), started hot stamping in a temperature range where ferrite and austenite coexist, and further , By reheating the hot stamped molded product after the hot stamping process, it has a metal structure mainly composed of ferrite, has a tensile strength of at least a part of less than 700 MPa, has excellent thermal stability, and is coated. It was found that a hot-stamped molded product can be produced with little reduction in strength due to baking.

以下、本発明の一実施形態に係るホットスタンプ成形品(本実施形態に係るホットスタンプ成形品)およびその製造方法の各要件について詳しく説明する。ただし、本発明は本実施形態に開示の構成のみに制限されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。 Hereinafter, each requirement of the hot stamped article according to one embodiment of the present invention (the hot stamped article according to the present embodiment) and the manufacturing method thereof will be described in detail. However, the present invention is not limited to the configuration disclosed in this embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

<ホットスタンプ成形品の化学組成>
本実施形態に係るホットスタンプ成形品の全部または一部は、以下に示す化学組成を有する。各元素の限定理由は下記のとおりである。以下の説明において、化学組成の含有量についての「%」は全て、「質量%」を意味する。ホットスタンプ成形品が、700MPa未満の引張強さを有する部分と、700MPa以上の引張強さを有する部分とを備えている場合、少なくとも引張強さが700MPa未満となる部分が以下の化学組成を有していればよい。
<Chemical composition of hot stamped product>
All or part of the hot stamped article according to this embodiment has the chemical composition shown below. The reasons for limiting each element are as follows. In the following description, "%" for contents in chemical compositions all means "% by mass". When the hot stamped article has a portion with a tensile strength of less than 700 MPa and a portion with a tensile strength of 700 MPa or more, at least the portion with a tensile strength of less than 700 MPa has the following chemical composition: It's fine if you do.

C:0.001%以上、0.090%未満
Cは、ホットスタンプ後の鋼板(ホットスタンプ成形品が備える鋼板)の引張強さを上昇させる効果を有する元素である。C含有量が0.001%未満では、ホットスタンプによる引張強さの上昇が望めない。そのため、C含有量を0.001%以上とする。好ましいC含有量は0.020%以上、0.030%以上、0.040%以上、または0.050%以上である。
一方、C含有量が0.090%以上であると、ホットスタンプ後の金属組織において焼戻しマルテンサイト、マルテンサイト、および/またはベイナイトの面積率が増加して、ホットスタンプ成形品の引張強さが700MPa以上となり、また、ホットスタンプ成形品の熱的安定性を確保することができなくなる。したがって、C含有量は0.090%未満とする。好ましいC含有量は0.085%未満、0.080%未満、0.075%未満、または0.070%未満である。
C: 0.001% or more and less than 0.090% C is an element that has the effect of increasing the tensile strength of the steel sheet after hot stamping (the steel sheet included in the hot stamped product). If the C content is less than 0.001%, an increase in tensile strength by hot stamping cannot be expected. Therefore, the C content is made 0.001% or more. A preferable C content is 0.020% or more, 0.030% or more, 0.040% or more, or 0.050% or more.
On the other hand, when the C content is 0.090% or more, the area ratio of tempered martensite, martensite, and/or bainite increases in the metal structure after hot stamping, and the tensile strength of the hot stamped product increases. It becomes 700 MPa or more, and the thermal stability of the hot stamped product cannot be ensured. Therefore, the C content should be less than 0.090%. A preferred C content is less than 0.085%, less than 0.080%, less than 0.075%, or less than 0.070%.

Si:0.50%未満
Siは、鋼中に不純物として含有される元素である。Si含有量が0.50%以上であると、後述するようにホットスタンプ成形品に再加熱処理を施しても、ホットスタンプ成形品の熱的安定性を確保することが困難となる。そのため、Si含有量は0.50%未満とする。好ましいSi含有量は0.40%未満、0.20%未満、0.10%未満、または0.05%未満である。ホットスタンプ用鋼板としてめっき鋼板を用いる場合は、めっき性を確保するためにSi含有量を0.40%未満とすることが好ましく、0.30%未満とすることがより好ましい。
Si含有量の下限は特に限定しないが、Si含有量を過度に低下させることは製鋼コストの上昇を引き起こす。そのため、Si含有量を0.001%以上とすることが好ましい。また、Siは、ホットスタンプ後の鋼板の引張強さを高める作用を有するので、積極的に含有させてもよい。高強度化の観点からは、Si含有量は0.10%以上、または0.20%以上であることが好ましい。
Si: less than 0.50% Si is an element contained as an impurity in steel. If the Si content is 0.50% or more, it becomes difficult to ensure the thermal stability of the hot stamped product even if the hot stamped product is subjected to reheating treatment as described later. Therefore, the Si content should be less than 0.50%. A preferred Si content is less than 0.40%, less than 0.20%, less than 0.10%, or less than 0.05%. When a plated steel sheet is used as the steel sheet for hot stamping, the Si content is preferably less than 0.40%, more preferably less than 0.30%, in order to ensure plateability.
Although the lower limit of the Si content is not particularly limited, an excessive decrease in the Si content causes an increase in steelmaking costs. Therefore, it is preferable to set the Si content to 0.001% or more. Moreover, since Si has the effect of increasing the tensile strength of the steel sheet after hot stamping, it may be positively contained. From the viewpoint of increasing the strength, the Si content is preferably 0.10% or more, or 0.20% or more.

Mn:0.50%以上、1.70%未満
Mnは、鋼の焼入れ性を向上させる元素であり、フェライトおよび焼戻しマルテンサイトを含む金属組織を得るために0.50%以上含有させる。好ましいMn含有量は0.60%以上、または0.70%以上である。
一方、Mn含有量が1.70%以上であると、後述するようにホットスタンプ成形品に再加熱処理を施しても、ホットスタンプ成形品の熱的安定性を確保することが困難となる。したがって、Mn含有量は1.70%未満とする。Mn含有量は好ましくは1.50%未満、1.20%未満、1.00%未満、または0.80%未満である。
Mn: 0.50% or more and less than 1.70% Mn is an element that improves the hardenability of steel, and is contained in an amount of 0.50% or more in order to obtain a metal structure containing ferrite and tempered martensite. A preferable Mn content is 0.60% or more, or 0.70% or more.
On the other hand, when the Mn content is 1.70% or more, it becomes difficult to ensure the thermal stability of the hot stamped product even if the hot stamped product is subjected to reheating treatment as described later. Therefore, the Mn content should be less than 1.70%. The Mn content is preferably less than 1.50%, less than 1.20%, less than 1.00%, or less than 0.80%.

P:0.200%以下
Pは、鋼中に不純物として含有される元素である。P含有量が0.200%を超えると溶接性およびホットスタンプ後の靭性が著しく劣化するので、P含有量は0.200%以下とする。好ましいP含有量は0.100%以下、0.050%以下、または0.020%以下である。
P含有量の下限は特に限定しないが、P含有量を過度に低下させることは製鋼コストの上昇を引き起こす。そのため、P含有量を0.001%以上とすることが好ましい。また、Pは、ホットスタンプ後の成形品の引張強さを高める作用を有するので、積極的に含有させてもよい。高強度化の観点からは、好ましいP含有量は0.010%以上、0.020%以上、または0.030%以上である。ホットスタンプ用鋼板としてめっき鋼板を用いる場合は、めっき性を確保するためにP含有量を0.050%以下とすることが好ましく、0.040%以下とすることがより好ましい。
P: 0.200% or less P is an element contained as an impurity in steel. If the P content exceeds 0.200%, the weldability and toughness after hot stamping deteriorate significantly, so the P content is made 0.200% or less. A preferable P content is 0.100% or less, 0.050% or less, or 0.020% or less.
Although the lower limit of the P content is not particularly limited, an excessive decrease in the P content causes an increase in steelmaking costs. Therefore, it is preferable to set the P content to 0.001% or more. Moreover, since P has the effect of increasing the tensile strength of the molded product after hot stamping, it may be positively contained. From the viewpoint of increasing the strength, the preferable P content is 0.010% or more, 0.020% or more, or 0.030% or more. When a plated steel sheet is used as a steel sheet for hot stamping, the P content is preferably 0.050% or less, more preferably 0.040% or less, in order to ensure plating properties.

S:0.0200%以下
Sは、鋼中に不純物として含有され、鋼を脆化させる元素である。そのため、S含有量は少ないほど好ましいが、S含有量が0.0200%を超えると鋼の脆化が顕著となるので、S含有量は0.0200%以下とする。好ましいS含有量は0.0100%以下、0.0050%以下、または0.0030%以下である。
S含有量の下限は特に限定しないが、S含有量を過度に低下させることは製鋼コストの上昇を引き起こす。そのため、S含有量を0.0001%以上とすることが好ましい。
S: 0.0200% or less S is an element contained as an impurity in steel and embrittles the steel. Therefore, the lower the S content, the better. However, if the S content exceeds 0.0200%, embrittlement of the steel becomes remarkable, so the S content is made 0.0200% or less. A preferred S content is 0.0100% or less, 0.0050% or less, or 0.0030% or less.
Although the lower limit of the S content is not particularly limited, an excessive reduction in the S content causes an increase in steelmaking costs. Therefore, it is preferable to set the S content to 0.0001% or more.

sol.Al:0.001~2.500%
Alは、溶鋼を脱酸する作用を有する元素である。sol.Al含有量(酸可溶Al含有量)が0.001%未満であると脱酸が不十分となる。そのため、sol.Al含有量を0.001%以上とする。sol.Al含有量は好ましくは、0.005%以上、0.010%以上、または0.020%以上である。
一方、sol.Al含有量が高すぎると、変態点が上昇しホットスタンプの加熱工程でAc点を超える温度に鋼板を加熱することが困難となる。そのため、sol.Al含有量は2.500%以下とする。sol.Al含有量は好ましくは0.500%未満、0.100%未満、0.050%未満、または0.040%未満である。
sol. Al: 0.001-2.500%
Al is an element that acts to deoxidize molten steel. sol. If the Al content (acid-soluble Al content) is less than 0.001%, deoxidation will be insufficient. Therefore, sol. Al content is 0.001% or more. sol. The Al content is preferably 0.005% or more, 0.010% or more, or 0.020% or more.
On the other hand, sol. If the Al content is too high, the transformation point rises and it becomes difficult to heat the steel sheet to a temperature exceeding the Ac 3 point in the heating process of hot stamping. Therefore, sol. Al content is 2.500% or less. sol. The Al content is preferably less than 0.500%, less than 0.100%, less than 0.050% or less than 0.040%.

N:0.0200%以下
Nは、鋼中に不純物として含有され、鋼の連続鋳造中に窒化物を形成する元素である。この窒化物はホットスタンプ後の靭性を劣化させるので、N含有量は低い方が好ましい。N含有量が0.0200%超であると、靭性の劣化が顕著となる。そのため、N含有量は0.0200%以下とする。N含有量は好ましくは0.0100%未満、0.0080%未満、または0.0050%未満である。
N含有量の下限は特に限定しないが、N含有量を過度に低下させることは製鋼コストの上昇を引き起こすので、N含有量を0.0010%以上とすることが好ましい。
N: 0.0200% or less N is an element that is contained as an impurity in steel and forms nitrides during continuous casting of steel. Since this nitride deteriorates the toughness after hot stamping, the lower the N content is, the better. When the N content exceeds 0.0200%, toughness deteriorates significantly. Therefore, the N content is made 0.0200% or less. The N content is preferably less than 0.0100%, less than 0.0080% or less than 0.0050%.
Although the lower limit of the N content is not particularly limited, excessive reduction in the N content causes an increase in steelmaking costs, so the N content is preferably 0.0010% or more.

B:0.0002~0.0200%
Bは、フェライトおよび焼戻しマルテンサイトを含む金属組織を有するホットスタンプ成形品の熱的安定性を向上させる作用を有する元素である。B含有量が0.0002%未満である場合、上記作用による効果が十分に得られない。したがって、B含有量は0.0002%以上とする。好ましいB含有量は、0.0006%以上、0.0010%以上、または0.0015%以上である。
一方、B含有量が0.0200%を超える場合、ホットスタンプ後の鋼板の引張強さが高くなりすぎ、ホットスタンプ成形品の熱的安定性が劣化する。したがって、B含有量は0.0200%以下とする。好ましいB含有量は、0.0050%未満、0.0030%未満、または0.0020%未満である。
B: 0.0002 to 0.0200%
B is an element that acts to improve the thermal stability of a hot-stamped product having a metallographic structure containing ferrite and tempered martensite. If the B content is less than 0.0002%, the above effects cannot be sufficiently obtained. Therefore, the B content should be 0.0002% or more. A preferable B content is 0.0006% or more, 0.0010% or more, or 0.0015% or more.
On the other hand, when the B content exceeds 0.0200%, the tensile strength of the steel sheet after hot stamping becomes too high, and the thermal stability of the hot stamped product deteriorates. Therefore, the B content should be 0.0200% or less. A preferred B content is less than 0.0050%, less than 0.0030%, or less than 0.0020%.

Ti:0~0.300%
Nb:0~0.300%
V:0~0.300%
Zr:0~0.300%
Ti、Nb、VおよびZrは金属組織を微細化することで、ホットスタンプ成形品の引張強さを上昇させる作用を有する元素である。この効果を得るために、Ti、Nb、VおよびZrから選択される1種以上を必要に応じて含有させてもよい。これらの元素は含有させなくてもよいため、これらの元素の含有量の下限は0%である。
Ti: 0-0.300%
Nb: 0-0.300%
V: 0-0.300%
Zr: 0-0.300%
Ti, Nb, V and Zr are elements that have the effect of increasing the tensile strength of the hot stamped product by refining the metal structure. In order to obtain this effect, one or more selected from Ti, Nb, V and Zr may be contained as necessary. Since these elements do not have to be contained, the lower limit of the content of these elements is 0%.

上記の効果を得たい場合には、Ti、Nb、VおよびZrから選択される1種以上を、それぞれ0.001%以上含有させることが好ましい。また、0.005%以上のTi、0.005%以上のNb、0.010%以上のV、および0.005%以上のZrのうちいずれか1種以上を含有させることがより好ましい。 To obtain the above effects, it is preferable to contain at least one selected from Ti, Nb, V and Zr in an amount of 0.001% or more. Further, it is more preferable to contain at least one of Ti of 0.005% or more, Nb of 0.005% or more, V of 0.010% or more, and Zr of 0.005% or more.

Tiを含有させる場合には、Ti含有量を0.020%以上とすることがさらに好ましく、0.030%以上とすることが特に好ましい。
Nbを含有させる場合には、Nb含有量を0.020%以上とすることがさらに好ましく、0.030%以上とすることが特に好ましい。
Vを含有させる場合には、V含有量を0.020%以上とすることがさらに好ましい。
Zrを含有させる場合には、Zr含有量を0.010%以上とすることがさらに好ましい。
When Ti is contained, the Ti content is more preferably 0.020% or more, particularly preferably 0.030% or more.
When Nb is contained, the Nb content is more preferably 0.020% or more, particularly preferably 0.030% or more.
When V is contained, the V content is more preferably 0.020% or more.
When Zr is contained, the Zr content is more preferably 0.010% or more.

一方、Ti、Nb、VおよびZrの含有量が、それぞれ0.300%を超える場合、効果が飽和する上、鋼板の製造コストが上昇する。そのため、これらの元素を含有させる場合でも、Ti、Nb、VおよびZrの含有量は、それぞれ0.300%以下とする。 On the other hand, when the contents of Ti, Nb, V and Zr each exceed 0.300%, the effect is saturated and the manufacturing cost of the steel sheet increases. Therefore, even when these elements are contained, the contents of Ti, Nb, V and Zr are each set to 0.300% or less.

また、Ti、Nb、VおよびZrの含有量が多い場合、これらの元素の炭化物が多量に析出してホットスタンプ後の靭性が損なわれる場合がある。
したがって、Ti含有量は好ましくは0.060%未満、さらに好ましくは0.040%未満である。
Nb含有量は好ましくは0.060%未満、さらに好ましくは0.040%未満である。
V含有量は好ましくは0.200%未満、さらに好ましくは0.100%未満である。
Zr含有量は好ましくは0.200%未満、さらに好ましくは0.100%未満である。
Also, when the contents of Ti, Nb, V and Zr are high, a large amount of carbides of these elements may be precipitated and the toughness after hot stamping may be impaired.
Therefore, the Ti content is preferably less than 0.060%, more preferably less than 0.040%.
The Nb content is preferably less than 0.060%, more preferably less than 0.040%.
The V content is preferably less than 0.200%, more preferably less than 0.100%.
The Zr content is preferably less than 0.200%, more preferably less than 0.100%.

Cr:0~2.00%
Mo:0~2.00%
Cu:0~2.00%
Ni:0~2.00%
Cr、Mo、CuおよびNiは、ホットスタンプ成形品(ホットスタンプ後の鋼板)の引張強さを高める作用を有する。したがって、Cr、Mo、CuおよびNiから選択される1種以上を必要に応じて含有させてもよい。これらの元素は含有させなくてもよいため、これらの元素の含有量の下限は0%である。
Cr: 0-2.00%
Mo: 0-2.00%
Cu: 0-2.00%
Ni: 0-2.00%
Cr, Mo, Cu and Ni have the effect of increasing the tensile strength of hot stamped products (steel sheets after hot stamping). Therefore, one or more selected from Cr, Mo, Cu and Ni may be contained as necessary. Since these elements do not have to be contained, the lower limit of the content of these elements is 0%.

上記の効果を得たい場合には、Cr、Mo、CuおよびNiから選択される1種以上をそれぞれ0.001%以上含有させることが好ましい。好ましいCr含有量は0.05%以上であり、好ましいMo含有量は0.05%以上であり、好ましいCu含有量は0.10%以上であり、好ましいNi含有量は0.10%以上である。 To obtain the above effect, it is preferable to contain at least one selected from Cr, Mo, Cu and Ni in an amount of 0.001% or more. The preferred Cr content is 0.05% or more, the preferred Mo content is 0.05% or more, the preferred Cu content is 0.10% or more, and the preferred Ni content is 0.10% or more. be.

一方、Cr、Mo、CuおよびNiの含有量が、それぞれ2.00%を超えると、ホットスタンプ後の鋼板の引張強さが高くなりすぎ、また、ホットスタンプ成形品の熱的安定性が劣化する。
そのため、上記元素を含有させる場合でも、Cr、Mo、CuおよびNiの含有量は、それぞれ2.00%以下とする。好ましいCr含有量は0.50%未満、または0.20%未満であり、好ましいMo含有量は0.50%未満、または0.20%未満であり、好ましいCu含有量は1.00%未満であり、好ましいNi含有量は1.00%未満である。
On the other hand, when the contents of Cr, Mo, Cu and Ni each exceed 2.00%, the tensile strength of the steel sheet after hot stamping becomes too high and the thermal stability of the hot stamped product deteriorates. do.
Therefore, even when the above elements are contained, the contents of Cr, Mo, Cu and Ni are each set to 2.00% or less. Preferred Cr content is less than 0.50% or less than 0.20%, preferred Mo content is less than 0.50% or less than 0.20%, preferred Cu content is less than 1.00% and the preferred Ni content is less than 1.00%.

Ca:0~0.0100%
Mg:0~0.0100%
REM:0~0.1000%
Ca、MgおよびREMは、介在物の形状を調整することによりホットスタンプ後の靭性を向上させる作用を有する元素である。そのため、Ca、MgおよびREMから選択される1種以上を必要に応じて含有させてもよい。これらの元素は含有させなくてもよいため、これらの元素の含有量の下限は0%である。
Ca: 0-0.0100%
Mg: 0-0.0100%
REM: 0-0.1000%
Ca, Mg and REM are elements that have the effect of improving the toughness after hot stamping by adjusting the shape of inclusions. Therefore, one or more selected from Ca, Mg and REM may be contained as necessary. Since these elements do not have to be contained, the lower limit of the content of these elements is 0%.

上記の効果を得たい場合には、Ca、MgおよびREMから選択される1種以上を、それぞれ0.0001%以上含有させることが好ましい。
一方、CaもしくはMgの含有量が0.0100%超である場合、またはREMの含有量が0.1000%超である場合、上記効果が飽和して、鋼板の製造コストが上昇する。したがって、上記元素を含有させる場合でも、CaおよびMgの含有量はそれぞれ0.0100%以下とし、REM含有量は0.1000%以下とする。
In order to obtain the above effect, it is preferable to contain at least one selected from Ca, Mg and REM each in an amount of 0.0001% or more.
On the other hand, when the content of Ca or Mg exceeds 0.0100%, or when the content of REM exceeds 0.1000%, the above effects are saturated and the manufacturing cost of the steel plate increases. Therefore, even when the above elements are contained, the contents of Ca and Mg are each set to 0.0100% or less, and the REM content is set to 0.1000% or less.

本実施形態において、REMはSc、Yおよびランタノイドの合計17元素を指し、REM含有量はこれらの元素の合計含有量を意味する。ランタノイドは、工業的には、ミッシュメタルの形で添加される。 In this embodiment, REM refers to a total of 17 elements of Sc, Y and lanthanides, and REM content means the total content of these elements. Lanthanides are added industrially in the form of misch metals.

Bi:0~0.0500%
Biは、凝固組織を微細化することにより、ホットスタンプ後の靭性を向上させる作用を有する元素である。そのため、Biを必要に応じて含有させてもよい。Biは含有させなくてもよいため、Bi含有量の下限は0%である。
Bi: 0 to 0.0500%
Bi is an element that has the effect of improving the toughness after hot stamping by refining the solidified structure. Therefore, Bi may be contained as necessary. Since Bi does not have to be contained, the lower limit of the Bi content is 0%.

上記の効果を得たい場合には、Bi含有量は0.0001%以上であることが好ましい。Bi含有量は、より好ましくは0.0003%以上であり、さらに好ましくは0.0005%以上である。
一方、Bi含有量が0.0500%を超える場合、上記効果が飽和して、鋼板の製造コストが上昇する。したがって、Biを含有させる場合でも、Bi含有量は0.0500%以下とする。Bi含有量は、好ましくは0.0100%以下であり、より好ましくは0.0050%以下である。
To obtain the above effects, the Bi content is preferably 0.0001% or more. The Bi content is more preferably 0.0003% or more, still more preferably 0.0005% or more.
On the other hand, when the Bi content exceeds 0.0500%, the above effects are saturated, and the manufacturing cost of the steel sheet increases. Therefore, even when Bi is contained, the Bi content should be 0.0500% or less. The Bi content is preferably 0.0100% or less, more preferably 0.0050% or less.

上記の化学組成において、残部はFeおよび不純物である。ここで「不純物」とは、鋼板を工業的に製造する際に、鉱石、スクラップ等の原料、製造工程の種々の要因によって混入する成分であって、本実施形態に係るホットスタンプ成形品に悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。 In the above chemical composition, the balance is Fe and impurities. Here, the term "impurities" refers to ingredients such as ores, scraps, and other raw materials and various factors in the manufacturing process that are mixed in when steel sheets are industrially manufactured. It means what is allowed as long as it does not give

上述したホットスタンプ成形品の化学組成は、一般的な分析方法によって測定すればよい。例えば、ICP-AES(Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry)を用いて測定すればよい。なお、sol.Alは、試料を酸で加熱分解した後の濾液を用いてICP-AESによって測定すればよい。CおよびSは燃焼-赤外線吸収法を用い、Nは不活性ガス融解-熱伝導度法を用いて測定すればよい。 The chemical composition of the hot-stamped article described above may be measured by a general analytical method. For example, it may be measured using ICP-AES (Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry). In addition, sol. Al can be measured by ICP-AES using the filtrate obtained by thermally decomposing the sample with acid. C and S may be measured using the combustion-infrared absorption method, and N may be measured using the inert gas fusion-thermal conductivity method.

<ホットスタンプ成形品の金属組織>
本実施形態に係るホットスタンプ成形品の金属組織について説明する。本実施形態に係るホットスタンプ成形品の全部または一部は、以下に示す量のフェライト、焼戻しマルテンサイト、マルテンサイト、およびベイナイトを含む金属組織を有する。金属組織に関する以下の説明において、「%」は、「面積%」を意味する。
<Metal structure of hot stamped product>
The metal structure of the hot-stamped product according to this embodiment will be described. All or part of the hot stamped product according to the present embodiment has a metallographic structure containing ferrite, tempered martensite, martensite, and bainite in the following amounts. In the following description of metal structure, "%" means "area %".

フェライト:50.0%超
フェライトの面積率が50.0%以下であると、ホットスタンプ後の成形品の引張強さが700MPa以上となり、熱的安定性を確保することができない。そのため、フェライトの面積率を50.0%超とする。フェライトの面積率は、好ましくは60.0%超、より好ましくは70.0%超、さらに好ましくは80.0%超である。
フェライトの面積率の上限は特に定める必要がないが、ホットスタンプ成形品の強度を上昇させるために、95.0%未満とすることが好ましく、90.0%未満とすることがより好ましく、85.0%未満とすることがさらに好ましい。
Ferrite: More than 50.0% When the area ratio of ferrite is 50.0% or less, the tensile strength of the molded product after hot stamping becomes 700 MPa or more, and thermal stability cannot be ensured. Therefore, the area ratio of ferrite is set to more than 50.0%. The ferrite area ratio is preferably above 60.0%, more preferably above 70.0%, and even more preferably above 80.0%.
Although the upper limit of the area ratio of ferrite does not need to be specified in particular, it is preferably less than 95.0%, more preferably less than 90.0%, in order to increase the strength of the hot stamped product. Less than 0.0% is more preferable.

本実施形態において、フェライトには、ポリゴナルフェライトのほかに、ポリゴナルフェライトより転位密度の高い擬ポリゴナルフェライトおよびグラニュラーベイニティックフェライト、鋸歯状の粒界を有するアシキュラーフェライトが含まれる。熱的安定性の観点から、フェライト全体に対するポリゴナルフェライトの割合が、面積率で5.0%以上であることが好ましい。 In the present embodiment, ferrite includes, in addition to polygonal ferrite, quasi-polygonal ferrite and granular bainitic ferrite having a higher dislocation density than polygonal ferrite, and acicular ferrite having serrated grain boundaries. From the viewpoint of thermal stability, the ratio of polygonal ferrite to the entire ferrite is preferably 5.0% or more in terms of area ratio.

焼戻しマルテンサイト:5.0%以上、50.0%未満
焼戻しマルテンサイトは、ホットスタンプ成形品の熱的安定性を維持しながら、ホットスタンプ成形品の強度を高める作用を有する組織である。焼戻しマルテンサイトの面積率が5.0%未満であると、上記作用による効果が十分に得られず、ホットスタンプ成形品の熱的安定性、および/またはホットスタンプ成形品の強度を確保することが困難となる。そのため、焼戻しマルテンサイトの面積率を5.0%以上とする。焼戻しマルテンサイトの面積率は、好ましくは8.0%以上、より好ましくは10.0%以上、さらに好ましくは12.0%以上である。
Tempered martensite: 5.0% or more and less than 50.0% Tempered martensite is a structure that has the effect of increasing the strength of the hot stamped product while maintaining the thermal stability of the hot stamped product. If the area ratio of tempered martensite is less than 5.0%, the above effect cannot be obtained sufficiently, and the thermal stability and/or the strength of the hot stamped product cannot be ensured. becomes difficult. Therefore, the area ratio of tempered martensite is set to 5.0% or more. The area ratio of tempered martensite is preferably 8.0% or more, more preferably 10.0% or more, and still more preferably 12.0% or more.

一方、焼戻しマルテンサイトの面積率が50.0%以上であると、ホットスタンプ後の鋼板の引張強さが高くなりすぎ、ホットスタンプ成形品の熱的安定性が劣化する。そのため、焼戻しマルテンサイトの面積率を50.0%未満とする。焼戻しマルテンサイトの面積率は、好ましくは40.0%未満、より好ましくは30.0%未満、さらに好ましくは20.0%未満である。 On the other hand, if the area ratio of tempered martensite is 50.0% or more, the tensile strength of the steel sheet after hot stamping becomes too high, and the thermal stability of the hot stamped product deteriorates. Therefore, the area ratio of tempered martensite is set to less than 50.0%. The area fraction of tempered martensite is preferably less than 40.0%, more preferably less than 30.0%, even more preferably less than 20.0%.

マルテンサイト:0%以上、10.0%未満
ベイナイト:0%以上、20.0%未満
金属組織(ミクロ組織)がマルテンサイト(焼戻されていないマルテンサイトをさし、フレッシュマルテンサイトともいう)およびベイナイトを多量に含むと、ホットスタンプ成形品の熱的安定性が劣化する。そのため、マルテンサイトの面積率は10.0%未満とし、ベイナイトの面積率は20.0%未満とする。マルテンサイトの面積率は、5.0%未満とすることが好ましく、2.0%未満とすることがより好ましく、1.0%未満とすることがさらに好ましい。ベイナイトの面積率は、10.0%未満とすることが好ましく、5.0%未満とすることがより好ましく、2.0%未満とすることがさらに好ましい。
Martensite: 0% or more and less than 10.0% Bainite: 0% or more and less than 20.0% Metal structure (microstructure) is martensite (untempered martensite, also called fresh martensite) And if bainite is included in a large amount, the thermal stability of the hot-stamped product is deteriorated. Therefore, the area ratio of martensite is set to less than 10.0%, and the area ratio of bainite is set to less than 20.0%. The area ratio of martensite is preferably less than 5.0%, more preferably less than 2.0%, and even more preferably less than 1.0%. The area ratio of bainite is preferably less than 10.0%, more preferably less than 5.0%, and even more preferably less than 2.0%.

マルテンサイトおよびベイナイトは必ずしも含有される必要がないので、マルテンサイトおよびベイナイトの面積率の下限はいずれも0%である。
しかしながら、マルテンサイトおよびベイナイトは、ホットスタンプ成形品の強度を上昇させる作用を有するので、上記範囲内であれば金属組織に含まれていてもよい。マルテンサイトおよびベイナイトの面積率がいずれも0.1%未満であると、上記作用による効果が十分に得られない。そのため、強度を上昇させる場合には、マルテンサイトおよびベイナイトの面積率の下限値を、いずれも0.1%以上とすることが好ましく、0.5%以上とすることがより好ましい。
Since martensite and bainite do not necessarily need to be contained, the lower limits of the area ratios of martensite and bainite are both 0%.
However, since martensite and bainite have the effect of increasing the strength of hot stamped products, they may be contained in the metallographic structure within the above range. If the area ratios of martensite and bainite are both less than 0.1%, the above effects cannot be sufficiently obtained. Therefore, when increasing the strength, the lower limits of the area ratios of martensite and bainite are preferably 0.1% or more, more preferably 0.5% or more.

金属組織の残部は、パーライトまたは残留オーステナイトを含んでいてもよく、さらに、セメンタイトなどの析出物を含んでいてもよい。パーライト、残留オーステナイトおよび析出物を積極的に含有する必要はないので、パーライト、残留オーステナイトおよび析出物の面積率の下限はいずれも0%である。 The remainder of the metallographic structure may contain pearlite or retained austenite, and may also contain precipitates such as cementite. Since it is not necessary to positively contain pearlite, retained austenite and precipitates, the lower limits of the area ratios of pearlite, retained austenite and precipitates are all 0%.

パーライトはホットスタンプ成形品の強度を上昇させる作用を有するので、強度を上昇させる場合には、パーライトの面積率を1.0%以上とすることが好ましく、2.0%以上とすることがより好ましく、5.0%以上とすることがさらに好ましい。
一方、パーライトを過剰に含有する場合、ホットスタンプ後の靭性が劣化する。そのため、パーライトの面積率を20.0%以下とすることが好ましく、10.0%以下とすることがより好ましい。
Since perlite has the effect of increasing the strength of hot stamped products, when increasing the strength, the perlite area ratio is preferably 1.0% or more, more preferably 2.0% or more. Preferably, it is more preferably 5.0% or more.
On the other hand, if the pearlite content is excessive, the toughness after hot stamping deteriorates. Therefore, the area ratio of pearlite is preferably 20.0% or less, more preferably 10.0% or less.

残留オーステナイトはホットスタンプ成形品の衝撃吸収性を向上させる作用を有する。そのため、この効果を得る場合、残留オーステナイトの面積率を0.5%以上とすることが好ましく、1.0%以上とすることがより好ましい。
一方、残留オーステナイトを過剰に含有すると、ホットスタンプ後の靱性が低下する。そのため、残留オーステナイトの面積率を3.0%未満とすることが好ましく、2.0%未満とすることがより好ましい。
Retained austenite has the effect of improving the impact absorption of hot stamped products. Therefore, when obtaining this effect, the area ratio of retained austenite is preferably 0.5% or more, more preferably 1.0% or more.
On the other hand, an excessive amount of retained austenite lowers the toughness after hot stamping. Therefore, the area ratio of retained austenite is preferably less than 3.0%, more preferably less than 2.0%.

本実施形態において、各金属組織の面積率は以下のように求める。
まず、ホットスタンプ成形品から試験片を採取し、板厚断面(鋼板の縦断面)を研磨した後、非めっき鋼板の場合は、鋼板表面から鋼板の板厚の1/4深さ位置(鋼板表面から板厚の1/8深さ~鋼板表面から板厚の3/8深さの領域)、めっき鋼板の場合は、基材の鋼板とめっき層との境界から基材である鋼板の板厚の1/4深さ位置(上記境界から基材である鋼板の板厚の1/8深さ~上記境界から基材である鋼板の板厚の3/8深さの領域)において組織観察する。ホットスタンプ成形品が、700MPa未満の引張強さを有する部分と、700MPa以上の引張強さを有する部分とを備えている場合、引張強さが700MPa未満となる部分から試験片を採取して観察を行う。
In this embodiment, the area ratio of each metal structure is obtained as follows.
First, a test piece is taken from a hot-stamped product, and after polishing the thickness cross section (longitudinal cross section of the steel sheet), in the case of a non-coated steel sheet, a depth position of 1/4 of the thickness of the steel sheet from the surface of the steel sheet (steel sheet 1/8 depth of the plate thickness from the surface to 3/8 depth of the plate thickness from the surface of the steel plate), in the case of plated steel plate, from the boundary between the base steel plate and the plating layer to the plate of the base steel plate Structure observation at a depth position of 1/4 of the thickness (1/8 depth of the plate thickness of the steel plate as the base material from the above boundary to 3/8 depth of the plate thickness of the steel plate as the base material from the above boundary) do. If the hot stamped product has a portion with a tensile strength of less than 700 MPa and a portion with a tensile strength of 700 MPa or more, a test piece is taken from the portion with a tensile strength of less than 700 MPa and observed. I do.

具体的には、研磨した板厚断面をナイタール腐食または電解研磨した後、光学顕微鏡および走査電子顕微鏡(SEM)を用いて組織観察を行い、得られた組織写真に対して画像解析を行うことによって、フェライト、パーライト、ベイナイト、および焼戻しマルテンサイトのそれぞれの面積率を得る。その後、同様の観察位置に対し、レペラー腐食をした後、光学顕微鏡および走査電子顕微鏡(SEM)を用いて組織観察を行い、得られた組織写真に対して画像解析を行うことによって、残留オーステナイトおよびマルテンサイトの合計の面積率を算出する。 Specifically, after nital corrosion or electrolytic polishing of the polished plate thickness cross section, the structure is observed using an optical microscope and a scanning electron microscope (SEM), and the obtained structure photograph is subjected to image analysis. , the area fractions of ferrite, pearlite, bainite, and tempered martensite are obtained. After that, the same observation position was subjected to repeller corrosion, and then the structure was observed using an optical microscope and a scanning electron microscope (SEM). Calculate the total area fraction of martensite.

また、同様の観察位置について、板厚断面を電解研磨した後、電子線後方散乱パターン解析装置(EBSP)を備えたSEMを用いて、残留オーステナイトの面積率を測定する。 In addition, for the same observation position, after electropolishing the plate thickness cross-section, the area ratio of retained austenite is measured using an SEM equipped with an electron beam backscattering pattern analyzer (EBSP).

これらの結果に基づいて、フェライト、パーライト、ベイナイト、焼戻しマルテンサイト、マルテンサイト、および残留オーステナイトのそれぞれの面積率を得る。
なお、焼戻しマルテンサイトは、内部に鉄炭化物が存在する点でマルテンサイトと区別することができ、また、内部に存在する鉄炭化物が複数の方向に伸長している点で、ベイナイトと区別することができる。
Based on these results, the area fractions of ferrite, pearlite, bainite, tempered martensite, martensite, and retained austenite are obtained.
It should be noted that tempered martensite can be distinguished from martensite in that iron carbides are present inside, and can be distinguished from bainite in that the iron carbides present inside are elongated in multiple directions. can be done.

<ホットスタンプ成形品の強度>
本実施形態に係るホットスタンプ成形品の全部または一部は、引張強さが440MPa以上、700MPa未満である。このためには、本実施形態に係るホットスタンプ成形品の母材鋼板の全部または一部の引張強さが440MPa以上、700MPa未満であることが必要である。引張強さが700MPa以上であるとホットスタンプ成形品の熱的安定性を確保することができなくなる。そのため、ホットスタンプ成形品の全部または一部の引張強さを700MPa未満とする。好ましくは、ホットスタンプ成形品の全部または一部において、引張強さが650MPa未満、または600MPa未満である。一方、ホットスタンプ成形品の衝撃吸収性を向上させるために、ホットスタンプ成形品の全部または一部の引張強さを440MPa以上とする。好ましくは、ホットスタンプ成形品の全部または一部において、引張強さが460MPa以上、490MPa以上、または540MPa以上である。
<Strength of hot stamped product>
All or part of the hot stamped product according to this embodiment has a tensile strength of 440 MPa or more and less than 700 MPa. For this purpose, the tensile strength of all or part of the base steel plate of the hot stamped product according to the present embodiment must be 440 MPa or more and less than 700 MPa. If the tensile strength is 700 MPa or more, the thermal stability of the hot stamped product cannot be ensured. Therefore, the tensile strength of all or part of the hot stamped product is set to less than 700 MPa. Preferably, all or part of the hot stamped article has a tensile strength of less than 650 MPa, or less than 600 MPa. On the other hand, in order to improve the impact absorption of the hot stamped product, the tensile strength of all or part of the hot stamped product is set to 440 MPa or more. Preferably, all or part of the hot stamped article has a tensile strength of 460 MPa or more, 490 MPa or more, or 540 MPa or more.

本実施形態に係るホットスタンプ成形品は、ホットスタンプ成形品内に引張強さが440MPa以上、700MPa未満である軟質部と、引張強さが700MPa以上である硬質部とが混在していてもよい。強度の異なる部位を設けることで、衝突時のホットスタンプ成形品の変形状態を制御することが可能となり、ホットスタンプ成形品の衝撃吸収性を向上させることができる。強度の異なる部位を有するホットスタンプ成形品は、後述するように、化学組成が異なる二種類以上の鋼板を接合した後、ホットスタンプすることにより製造することができる。 In the hot stamped product according to the present embodiment, a soft portion having a tensile strength of 440 MPa or more and less than 700 MPa and a hard portion having a tensile strength of 700 MPa or more may be mixed in the hot stamped product. . By providing regions with different strengths, it is possible to control the deformation state of the hot stamped product at the time of collision, and improve the impact absorption of the hot stamped product. A hot-stamped product having portions with different strengths can be produced by joining two or more types of steel plates having different chemical compositions and then hot-stamping them, as will be described later.

<ホットスタンプ成形品の熱的安定性>
本実施形態に係るホットスタンプ成形品は、170℃で20分間の熱処理を施した際の、熱処理前の引張強さに対する引張強さの低下量(ΔTS)が100MPa以下である。ΔTSは、60MPa以下であることが好ましく、30MPa以下であることがより好ましい。ΔTSの下限は特に限定しないが、鋼板の製造性の観点から、1MPa以上、5MPa以上、または10MPa以上であることが好ましい。
<Thermal stability of hot stamped products>
The hot-stamped product according to the present embodiment has a decrease in tensile strength (ΔTS) of 100 MPa or less compared to the tensile strength before heat treatment when heat-treated at 170° C. for 20 minutes. ΔTS is preferably 60 MPa or less, more preferably 30 MPa or less. Although the lower limit of ΔTS is not particularly limited, it is preferably 1 MPa or more, 5 MPa or more, or 10 MPa or more from the viewpoint of steel sheet manufacturability.

フェライトを主体(面積率で50.0%超)とする組織を有するホットスタンプ成形品において、塗装焼付時に強度が低下する理由は、塗装焼付処理により、フェライト中に存在する固溶状態の炭素が粗大な鉄炭化物として析出すること、およびフェライト中に存在する微細な鉄炭化物または微細な鉄炭素クラスターが、塗装焼付時の熱処理により粗大な鉄炭化物に変化することによると考えられる。この固溶炭素および微細な鉄炭化物または微細な鉄炭素クラスターの存在状態を直接的に定量的に評価することは容易ではないが、170℃で20分間の熱処理を施した際の、引張強さの低下量(ΔTS)によって間接的に評価することができる。ΔTSが100MPa以下であれば、フェライト中における固溶炭素量および微細な鉄炭化物または微細な鉄炭素クラスターの生成量が低く、熱的安定性に優れると判断される。 The reason why the strength of a hot stamped product having a structure mainly composed of ferrite (over 50.0% in terms of area ratio) decreases when the paint is baked is that the solid solution carbon present in the ferrite is removed by the paint baking process. Precipitation as coarse iron carbides and fine iron carbides or fine iron carbon clusters present in the ferrite are considered to be caused by the change into coarse iron carbides by the heat treatment during paint baking. Although it is not easy to directly and quantitatively evaluate the existence state of this solid solution carbon and fine iron carbides or fine iron carbon clusters, the tensile strength when heat treated at 170 ° C. for 20 minutes can be indirectly evaluated by the amount of decrease in (ΔTS). If ΔTS is 100 MPa or less, the amount of dissolved carbon in ferrite and the amount of fine iron carbides or fine iron-carbon clusters produced are low, and it is judged that the thermal stability is excellent.

引張強さは、JIS13B号引張試験片を採取し、10mm/分の引張速度で引張試験を行うことで得る。 Tensile strength is obtained by extracting a JIS13B tensile test piece and performing a tensile test at a tensile speed of 10 mm/min.

<めっき層>
本実施形態に係るホットスタンプ成形品は、表面にめっき層を有していてもよい。表面にめっき層を備えることで、ホットスタンプ時におけるスケールの生成を防止し、さらにホットスタンプ成形品の耐食性を向上させることが可能になる。めっきの種類は、前記目的に適うものであればよく、特に限定されない。めっき層を有するホットスタンプ成形品は、後述するように、めっき鋼板を用いてホットスタンプすることにより得ることができる。めっき層を有するホットスタンプ成形品として、亜鉛系めっき鋼板またはアルミニウム系めっき鋼板、具体的には、例えば、溶融亜鉛めっき鋼板、合金化溶融亜鉛めっき鋼板、溶融アルミニウムめっき鋼板、溶融Zn-Al合金めっき鋼板、溶融Zn-Al-Mg合金めっき鋼板、溶融Zn-Al-Mg-Si合金めっき鋼板、電気亜鉛めっき鋼板、および電気Ni-Zn合金めっき鋼板等を用いてホットスタンプした、亜鉛系めっき層またはアルミニウム系めっき層を有するホットスタンプ成形品が例示される。めっき層は片面に形成されていてもよく、両面に形成されていてもよい。
<Plating layer>
The hot stamped product according to this embodiment may have a plating layer on its surface. By providing a plating layer on the surface, it is possible to prevent the formation of scale during hot stamping and further improve the corrosion resistance of the hot stamped product. The type of plating is not particularly limited as long as it meets the above purpose. A hot-stamped article having a plated layer can be obtained by hot-stamping a plated steel sheet, as described later. Hot-stamped products having a coating layer include zinc-based plated steel sheets or aluminum-based plated steel sheets, specifically, for example, hot-dip galvanized steel sheets, alloyed hot-dip galvanized steel sheets, hot-dip aluminum-plated steel sheets, and hot-dip Zn-Al alloy plating. Hot-stamped zinc-based coating layer or A hot stamp molded article having an aluminum-based plating layer is exemplified. The plating layer may be formed on one side or both sides.

次に、上記のホットスタンプ成形品を製造するのに好適なホットスタンプ用鋼板について説明する。 Next, a hot stamping steel sheet suitable for producing the above hot stamped product will be described.

<ホットスタンプ用鋼板の化学組成>
ホットスタンプによって化学組成は実質的に変化しないので、ホットスタンプ用鋼板の化学組成は、上述したホットスタンプ成形品と同じ化学組成を有する。
<Chemical Composition of Steel Plate for Hot Stamping>
Since hot stamping does not substantially change the chemical composition, the chemical composition of the hot stamping steel sheet has the same chemical composition as the hot stamped product described above.

<ホットスタンプ用鋼板の金属組織>
本実施形態に係るホットスタンプ用鋼板の金属組織は、鉄炭化物を含み、鉄炭化物の化学組成(鉄炭化物中のMn含有量およびCr含有量)が下記(i)式を満足することが好ましい。
<Metal structure of steel plate for hot stamping>
The metallographic structure of the steel sheet for hot stamping according to the present embodiment preferably contains iron carbide, and the chemical composition of the iron carbide (Mn content and Cr content in the iron carbide) satisfies the following formula (i).

[Mn]θ+[Cr]θ>1.7 ・・・(i)
但し、上記式中の各記号の意味は以下のとおりである。
[Mn]θ:鉄炭化物に含まれるFe、MnおよびCrの合計含有量を100原子%としたときの、鉄炭化物中のMn含有量(原子%)
[Cr]θ:鉄炭化物に含まれるFe、MnおよびCrの合計含有量を100原子%としたときの、鉄炭化物中のCr含有量(原子%)
[Mn] θ + [Cr] θ > 1.7 (i)
However, the meaning of each symbol in the above formula is as follows.
[Mn] θ : Mn content (atomic %) in the iron carbide when the total content of Fe, Mn and Cr contained in the iron carbide is 100 atomic %
[Cr] θ : Cr content (atomic %) in the iron carbide when the total content of Fe, Mn and Cr contained in the iron carbide is 100 atomic %

ホットスタンプ用鋼板の金属組織に含まれる鉄炭化物の化学組成が、上記(i)式を満足することによって、ホットスタンプ後の鋼板の熱的安定性をさらに向上させることが可能となる。上記(i)式の左辺値は、3.0超であることが好ましく、4.0超であることがより好ましい。 When the chemical composition of the iron carbide contained in the metal structure of the hot stamping steel sheet satisfies the above formula (i), the thermal stability of the steel sheet after hot stamping can be further improved. The left-side value of the above formula (i) is preferably greater than 3.0, more preferably greater than 4.0.

一方、鉄炭化物中におけるMn含有量およびCr含有量を高めるためには、後述する熱延板焼鈍工程において、熱延鋼板を高温で焼鈍する必要が生じるため、鋼板の製造性が損なわれる。そのため、上記(i)式の左辺値は、20.0未満であることが好ましく、10.0未満であることがより好ましい。 On the other hand, in order to increase the Mn content and the Cr content in the iron carbide, it is necessary to anneal the hot-rolled steel sheet at a high temperature in the hot-rolled steel sheet annealing process described later, which impairs the manufacturability of the steel sheet. Therefore, the left-side value of the above formula (i) is preferably less than 20.0, more preferably less than 10.0.

本実施形態において、鉄炭化物の化学組成は以下の手順により測定する。
まず、鋼板の任意の位置から試験片を採取し、鋼板の圧延方向に平行な板厚断面(縦断面)を研磨した後、鋼板表面から板厚の1/4深さ位置(鋼板表面から板厚の1/8深さ~鋼板表面から板厚の3/8深さの領域)においてレプリカ法により析出物を抽出する。この析出物を、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて観察し、電子線回折およびエネルギー分散型X線分析(EDS)により析出物の同定および組成分析を行う。
In this embodiment, the chemical composition of iron carbide is measured by the following procedure.
First, a test piece is taken from an arbitrary position on the steel plate, and after polishing the plate thickness cross section (longitudinal cross section) parallel to the rolling direction of the steel plate, a position 1/4 depth of the plate thickness from the steel plate surface (plate Precipitates are extracted by a replica method in a region from a depth of 1/8 of the thickness to a depth of 3/8 of the thickness from the surface of the steel plate. This precipitate is observed using a transmission electron microscope (TEM), and the precipitate is identified and compositionally analyzed by electron diffraction and energy dispersive X-ray analysis (EDS).

EDSによる鉄炭化物の定量分析は、Fe、MnおよびCrの3元素について行い、それらの合計含有量を100原子%としたときの、Mn含有量(原子%)およびCr含有量(原子%)を、それぞれ[Mn]θおよび[Cr]θとして求める。この定量分析を複数の鉄炭化物に対して行い、その平均値をその鋼板における鉄炭化物中のMn含有量およびCr含有量とする。測定する鉄炭化物の数は10個以上とし、測定数は多いほど好ましい。鉄炭化物とは、パーライトを構成するセメンタイトのほかに、金属組織中に孤立して存在するセメンタイトを含む。Quantitative analysis of iron carbides by EDS is performed for three elements, Fe, Mn and Cr, and the Mn content (atomic %) and Cr content (atomic %) when their total content is 100 atomic % , as [Mn] θ and [Cr] θ , respectively. This quantitative analysis is performed for a plurality of iron carbides, and the average value is taken as the Mn content and Cr content in the iron carbides in the steel sheet. The number of iron carbides to be measured is 10 or more, and the larger the number of measurements, the better. Iron carbide includes not only cementite that constitutes pearlite, but also cementite that exists in isolation in the metal structure.

本実施形態では、熱延焼鈍鋼板、冷延鋼板または焼鈍鋼板の場合は鋼板表面から板厚の1/4深さ位置(鋼板表面から板厚の1/8深さ~鋼板表面から板厚の3/8深さの領域)、めっき鋼板の場合は基材である鋼板とめっき層との境界から基材である鋼板の板厚の1/4深さ位置(上記境界から基材である鋼板の板厚の1/8深さ~上記境界から基材である鋼板の板厚の3/8深さの領域)において、上述の金属組織を規定する。 In the present embodiment, in the case of a hot-rolled annealed steel sheet, a cold-rolled steel sheet, or an annealed steel sheet, the depth position of 1/4 of the plate thickness from the steel plate surface (1/8 depth of the plate thickness from the steel plate surface to the plate thickness from the steel plate surface) 3/8 depth area), in the case of a plated steel sheet, the 1/4 depth position of the thickness of the base steel sheet from the boundary between the base steel sheet and the coating layer (from the above boundary to the base steel sheet 1/8 depth of plate thickness to 3/8 depth of plate thickness of the base steel plate from the above boundary), the above-mentioned metallographic structure is defined.

鉄炭化物の面積率は特に定める必要がないが、ホットスタンプ後の金属組織を細粒化して引張強さを高めるために、鉄炭化物の面積率は1%以上とすることが好ましく、3%以上とすることがより好ましい。
一方、鉄炭化物の面積率が過剰となると、ホットスタンプ後の鋼板の引張強さが高くなりすぎるとともに、熱的安定性が損なわれる。したがって、鉄炭化物の面積率は20%以下とすることが好ましく、15%以下とすることがより好ましい。
The area ratio of the iron carbide does not need to be specified in particular, but in order to increase the tensile strength by refining the metal structure after hot stamping, the area ratio of the iron carbide is preferably 1% or more, and 3% or more. is more preferable.
On the other hand, if the area ratio of iron carbide is excessive, the tensile strength of the steel sheet after hot stamping becomes too high and the thermal stability is impaired. Therefore, the area ratio of iron carbide is preferably 20% or less, more preferably 15% or less.

本実施形態に係るホットスタンプ用鋼板の金属組織は、フェライトを主体とすることが好ましいが、残部として、マルテンサイト、焼戻しマルテンサイト、ベイナイトおよび残留オーステナイトを含んでいてもよく、さらに、鉄炭化物以外の析出物を含んでいてもよい。ただし、マルテンサイト、焼戻しマルテンサイト、ベイナイトおよび残留オーステナイトは、ホットスタンプ後の靭性を劣化させるので、これらの組織の面積率は少ないほど好ましい。マルテンサイト、焼戻しマルテンサイト、ベイナイトおよび残留オーステナイトの面積率は、いずれも1.0%未満であることが好ましく、0.5%未満であることがより好ましい。 The metal structure of the steel sheet for hot stamping according to the present embodiment is preferably mainly composed of ferrite, but may contain martensite, tempered martensite, bainite, and retained austenite as the balance, and may further contain iron carbide other than iron carbide. may contain precipitates of However, since martensite, tempered martensite, bainite and retained austenite deteriorate the toughness after hot stamping, the smaller the area ratio of these structures, the better. The area ratios of martensite, tempered martensite, bainite and retained austenite are each preferably less than 1.0%, more preferably less than 0.5%.

ホットスタンプ用鋼板の金属組織における面積率は、ホットスタンプ成形品の場合と同じ方法で求めることができる。
ホットスタンプ用鋼板の引張強さは特に限定しないが、鋼板の製造性の観点からは300MPa以上または340MPa以上とすることが好ましく、鋼板の切断性の観点からは650MPa以下または590MPa未満とすることが好ましい。
The area ratio in the metal structure of the steel sheet for hot stamping can be obtained by the same method as in the case of the hot stamped product.
Although the tensile strength of the steel sheet for hot stamping is not particularly limited, it is preferably 300 MPa or more or 340 MPa or more from the viewpoint of steel sheet manufacturability, and 650 MPa or less or less than 590 MPa from the viewpoint of steel sheet cuttability. preferable.

<製造方法>
本実施形態に係るホットスタンプ成形品および本実施形態に係るホットスタンプ用鋼板の好ましい製造方法について説明する。
<Manufacturing method>
A preferred method for manufacturing the hot stamped product according to this embodiment and the steel sheet for hot stamping according to this embodiment will be described.

[ホットスタンプ成形品の製造方法]
本実施形態に係るホットスタンプ成形品の製造方法は、上述の化学組成を有するホットスタンプ用鋼板を加熱する加熱工程と、加熱されたホットスタンプ用鋼板に対してホットスタンプを行い、続いて冷却するホットスタンプ工程と、ホットスタンプ工程後の成形品を再加熱する再加熱工程と、を含む。ホットスタンプ工程では、金型による成形及び冷却が行われ、ホットスタンプ成形品が得られる。
[Manufacturing method of hot stamped product]
The method for manufacturing a hot stamped product according to the present embodiment includes a heating step of heating the steel sheet for hot stamping having the chemical composition described above, hot stamping the heated steel sheet for hot stamping, and then cooling. A hot stamping process and a reheating process of reheating the molded product after the hot stamping process are included. In the hot stamping process, molding and cooling are performed using a mold to obtain a hot stamped product.

ホットスタンプ用鋼板を加熱する加熱工程では、加熱温度をAc点超とする。Ac点とは、素材鋼板を加熱した際に金属組織中でフェライトが消失する温度であり、加熱工程における鋼板の熱膨張変化から求めることができる。加熱温度がAc点以下であると、加熱中の炭化物の溶解が不十分となり、ホットスタンプ成形品の強度が低下する。加熱温度は(Ac点+20℃)以上であることが好ましく、(Ac点+40℃)以上であることがより好ましい。
また、加熱に供するホットスタンプ用鋼板は、上記の組織を有していることが好ましい。
In the heating step of heating the steel sheet for hot stamping, the heating temperature is set to Ac 3 points or higher. The Ac 3 point is the temperature at which ferrite disappears in the metal structure when the material steel sheet is heated, and can be obtained from the change in thermal expansion of the steel sheet during the heating process. If the heating temperature is less than the Ac 3 point, the dissolution of the carbide during heating becomes insufficient and the strength of the hot stamped product decreases. The heating temperature is preferably (Ac 3 point + 20°C) or higher, more preferably (Ac 3 point + 40°C) or higher.
Moreover, the steel sheet for hot stamping to be heated preferably has the above structure.

加熱温度の上限は特に限定しないが、加熱温度が高すぎるとオーステナイトが粗大化し、ホットスタンプ成形品の強度が低下する。そのため、加熱温度は1000℃以下であることが好ましく、950℃以下であることがより好ましく、900℃以下であることがさらに好ましい。
また、好ましいホットスタンプの加熱温度での保持時間は、1~5分間である。
The upper limit of the heating temperature is not particularly limited, but if the heating temperature is too high, the austenite will coarsen and the strength of the hot stamped product will decrease. Therefore, the heating temperature is preferably 1000° C. or lower, more preferably 950° C. or lower, and even more preferably 900° C. or lower.
Moreover, the holding time at the heating temperature of the hot stamp is preferably 1 to 5 minutes.

加熱されたホットスタンプ用鋼板に対してホットスタンプを実施するホットスタンプ工程では、ホットスタンプの開始温度は、(Ar点-200℃)以上、Ar点未満とする。Ar点とは、素材鋼板をAc点超の温度から冷却した際に金属組織中にフェライトが生成し始める温度である。Ar点は、加熱工程の後、鋼板を冷却する際の熱膨張変化から求められる。ホットスタンプ開始温度がAr点以上であると、フェライト中に導入される転位の量が不足し、ホットスタンプ成形品の熱的安定性が損なわれる。ホットスタンプ開始温度が(Ar点-200℃)未満であると、ホットスタンプ成形品の金属組織において焼戻しマルテンサイトの面積率が減少し、ホットスタンプ成形品の強度が不足する。ホットスタンプ開始温度の好ましい上限は、(Ar点-20℃)未満、(Ar点-40℃)未満、または(Ar点-60℃)未満である。ホットスタンプ開始温度の好ましい下限は、(Ar点-170℃)以上、(Ar点-140℃)以上、または(Ar点-110℃)以上である。In the hot stamping step of performing hot stamping on a heated steel sheet for hot stamping, the starting temperature of hot stamping should be (Ar 3 point - 200°C) or higher and less than Ar 3 point. The Ar 3 point is the temperature at which ferrite begins to form in the metal structure when the material steel sheet is cooled from a temperature exceeding the Ac 3 point. The Ar 3 point is obtained from the change in thermal expansion when the steel sheet is cooled after the heating process. If the hot stamping start temperature is above the Ar 3 point, the amount of dislocations introduced into the ferrite will be insufficient and the thermal stability of the hot stamped product will be impaired. If the hot stamping start temperature is less than (Ar 3 point -200°C), the area ratio of tempered martensite in the metallographic structure of the hot stamped product decreases, resulting in insufficient strength of the hot stamped product. Preferred upper limits for the hot stamping initiation temperature are less than (Ar 3 point-20° C.), less than (Ar 3 point-40° C.), or less than (Ar 3 point-60° C.). A preferable lower limit of the hot stamping start temperature is (Ar 3 point-170° C.) or higher, (Ar 3 point-140° C.) or higher, or (Ar 3 point-110° C.) or higher.

ホットスタンプにより成形を行った後、金型内で成形品を保持すること、および/または、金型から成形品を取り出して任意の方法で冷却することにより、成形品を90℃未満の温度まで冷却する。冷却停止温度が90℃以上であると、ホットスタンプ成形品の金属組織において、焼戻しマルテンサイトの面積率が減少し、ホットスタンプ成形品の強度が不足する。冷却停止温度は50℃未満であることが好ましく、室温であることがより好ましい。生産性を高めるためには、90℃未満の温度まで金型内で保持することが好ましい。 After molding by hot stamping, the molded article is brought to a temperature of less than 90°C by holding the molded article in the mold and/or removing the molded article from the mold and cooling in any manner. Cooling. If the cooling stop temperature is 90° C. or higher, the area ratio of tempered martensite in the metallographic structure of the hot-stamped product decreases, and the strength of the hot-stamped product becomes insufficient. The cooling stop temperature is preferably less than 50°C, more preferably room temperature. In order to increase productivity, it is preferable to keep the temperature within the mold up to a temperature of less than 90°C.

上記のホットスタンプ成形品に対して再加熱を実施する再加熱工程では、再加熱温度を100~140℃とし、再加熱温度での保持時間を3~120分とする。再加熱温度が100℃未満であると、微細な鉄炭化物または微細な鉄炭素クラスターが生成し、ホットスタンプ成形品の熱的安定性が劣化する。一方、再加熱温度が140℃超であると、ホットスタンプ成形品の強度が低下する。 In the reheating step of reheating the hot stamped product, the reheating temperature is set to 100 to 140° C., and the holding time at the reheating temperature is set to 3 to 120 minutes. If the reheating temperature is less than 100° C., fine iron carbides or fine iron-carbon clusters are produced, which deteriorates the thermal stability of the hot-stamped product. On the other hand, if the reheating temperature exceeds 140°C, the strength of the hot-stamped product will be reduced.

保持時間が3分未満であると、ホットスタンプ成形品の金属組織においてフェライト中に固溶炭素が多量に残存し、ホットスタンプ成形品の熱的安定性が劣化する。一方、保持時間が120分を超えると、ホットスタンプ成形品の強度が低下する。保持時間は、再加熱温度に応じて調整することが好ましく、再加熱温度が100℃以上、120℃未満の場合は、保持時間は好ましくは60分超、70分超、または80分超であり、また、保持時間は好ましくは110分未満、100分未満、または90分未満である。再加熱温度が120~140分の場合は、保持時間は好ましくは5分超、7分超、または9分超であり、保持時間は好ましくは30分未満、20分未満、または15分未満である。生産性の観点からは、再加熱温度を120~140℃とすることが好ましい。 If the holding time is less than 3 minutes, a large amount of dissolved carbon remains in the ferrite in the metallographic structure of the hot-stamped product, degrading the thermal stability of the hot-stamped product. On the other hand, if the holding time exceeds 120 minutes, the strength of the hot-stamped article will decrease. The holding time is preferably adjusted according to the reheating temperature. When the reheating temperature is 100° C. or higher and lower than 120° C., the holding time is preferably longer than 60 minutes, longer than 70 minutes, or longer than 80 minutes. Also, the retention time is preferably less than 110 minutes, less than 100 minutes, or less than 90 minutes. When the reheat temperature is 120-140 minutes, the holding time is preferably greater than 5 minutes, 7 minutes, or 9 minutes, and the holding time is preferably less than 30 minutes, less than 20 minutes, or less than 15 minutes. be. From the viewpoint of productivity, it is preferable to set the reheating temperature to 120 to 140°C.

また、本実施形態に係るホットスタンプ成形品の他の製造方法は、上述の化学組成を有する鋼板(ホットスタンプ用鋼板)を、接合用鋼板と接合して接合鋼板とする接合工程と、上記の接合鋼板を加熱する工程と、その後に、上記の加熱された接合鋼板に対してホットスタンプを行い、続いて冷却する工程と、ホットスタンプ工程後のホットスタンプ成形品を再加熱する工程と、を含む。接合方法としては、例えばホットスタンプ用鋼板と接合用鋼板とを突合せて、または重ね合わせて、溶接により接合する方法が挙げられる。 Further, another method for manufacturing a hot stamped product according to the present embodiment includes a joining step of joining a steel plate (hot stamping steel plate) having the above-described chemical composition to a joining steel plate to form a joined steel plate; A step of heating a bonded steel plate, followed by a step of hot stamping the heated bonded steel plate, followed by cooling, and a step of reheating the hot stamped product after the hot stamping step. include. As a joining method, for example, a method in which a steel plate for hot stamping and a steel plate for joining are butted or overlapped and joined by welding.

上記の接合鋼板を、ホットスタンプ用鋼板のAc点を超える温度まで加熱し、ホットスタンプ用鋼板の(Ar点-200℃)以上、Ar点未満の温度でホットスタンプを開始し、続いて90℃未満の温度まで冷却する。その後、ホットスタンプ成形品を100~140℃の温度まで再加熱し、その温度で3~120分保持する。接合鋼板を加熱する工程における好ましい加熱温度、接合鋼板をホットスタンプする工程における好ましいホットスタンプ開始温度および好ましい冷却停止温度、並びに、ホットスタンプ成形品を再加熱する工程における好ましい再加熱温度および好ましい保持時間は、接合工程を含まないホットスタンプ成形品の製造方法と同じであり、それらの理由も、接合鋼板を含まない場合と同じである。The above-mentioned bonded steel sheets are heated to a temperature exceeding the Ac 3 point of the hot stamping steel sheet, hot stamping is started at a temperature of the hot stamping steel sheet (Ar 3 point −200 ° C.) or higher and less than the Ar 3 point, and then Cool to a temperature below 90°C. The hot stamped article is then reheated to a temperature of 100-140° C. and held at that temperature for 3-120 minutes. Preferred heating temperature in the step of heating the bonded steel plate, preferred hot stamping start temperature and preferred cooling stop temperature in the step of hot stamping the joined steel plate, and preferred reheating temperature and preferred holding time in the step of reheating the hot stamped product is the same as the manufacturing method of the hot stamped product that does not include the bonding step, and the reasons are also the same as in the case that the bonded steel plate is not included.

接合用鋼板の化学組成および機械特性については特に限定しない。しかしながら、ホットスタンプ成形品の衝撃吸収エネルギーを高めるために、接合用鋼板は、再加熱後の引張強さが700MPa以上であることが好ましい。さらに好ましい再加熱後の接合用鋼板の引張強さは、1000MPa超、1200MPa超、または1500MPa超である。 The chemical composition and mechanical properties of the joining steel plate are not particularly limited. However, in order to increase the impact absorption energy of the hot stamped product, it is preferable that the steel plate for joining has a tensile strength of 700 MPa or more after reheating. More preferably, the tensile strength of the joining steel plate after reheating is over 1000 MPa, over 1200 MPa, or over 1500 MPa.

ホットスタンプ後の接合用鋼板の引張強さを確保するために、接合用鋼板のC含有量は、0.090%以上であることが好ましい。より好ましくは、0.100%以上、0.120%以上、または0.200%以上である。同様の理由から、接合用鋼板のMn含有量は、0.50%以上であることが好ましい。より好ましくは、0.80%以上、1.00%以上、または1.20%以上である。 In order to secure the tensile strength of the joining steel plate after hot stamping, the C content of the joining steel plate is preferably 0.090% or more. More preferably, it is 0.100% or more, 0.120% or more, or 0.200% or more. For the same reason, the Mn content of the joining steel plate is preferably 0.50% or more. More preferably, it is 0.80% or more, 1.00% or more, or 1.20% or more.

上記の素材として用いられる鋼板(ホットスタンプ用鋼板)は、後述するように熱延板焼鈍が施されていることが好ましい。熱延板焼鈍の後に、さらに冷間圧延、または冷間圧延および連続焼鈍が行われていてもよい。一方、接合用鋼板としては、熱延鋼板、熱延鋼板に冷間圧延を施した冷延鋼板、熱延鋼板に焼鈍を施した熱延焼鈍鋼板、および冷延鋼板に焼鈍を施した冷延焼鈍鋼板のいずれを使用してもよい。 It is preferable that the steel plate (hot stamping steel plate) used as the above raw material is subjected to hot-rolled plate annealing as described later. Cold rolling, or cold rolling and continuous annealing may be performed after hot-rolled sheet annealing. On the other hand, as steel sheets for joining, there are hot-rolled steel sheets, cold-rolled steel sheets obtained by subjecting hot-rolled steel sheets to cold rolling, hot-rolled steel sheets obtained by subjecting hot-rolled steel sheets to annealing, and cold-rolled steel sheets obtained by subjecting cold-rolled steel sheets to annealing. Any of the annealed steel sheets may be used.

ホットスタンプ成形品の耐食性を向上させるために、ホットスタンプ用鋼板および接合用鋼板には、表面にめっきが施されためっき鋼板を使用してもよい。めっき鋼板の種類は特に限定しないが、溶融亜鉛めっき鋼板、合金化溶融亜鉛めっき鋼板、溶融アルミニウムめっき鋼板、溶融Zn-Al合金めっき鋼板、溶融Zn-Al-Mg合金めっき鋼板、溶融Zn-Al-Mg-Si合金めっき鋼板、電気亜鉛めっき鋼板、および電気Ni-Zn合金めっき鋼板等が例示される。 In order to improve the corrosion resistance of the hot-stamped product, a plated steel sheet having a plated surface may be used as the hot-stamping steel sheet and the joining steel sheet. The type of plated steel sheet is not particularly limited, but hot-dip galvanized steel sheet, alloyed hot-dip galvanized steel sheet, hot-dip aluminum-plated steel sheet, hot-dip Zn-Al alloy plated steel sheet, hot-dip Zn-Al-Mg alloy-plated steel sheet, hot-dip Zn-Al- Examples include Mg--Si alloy plated steel sheet, electro-galvanized steel sheet, and electro-Ni--Zn alloy plated steel sheet.

[ホットスタンプ用鋼板の製造方法]
本実施形態に係るホットスタンプ用鋼板は、上述の化学組成を有するスラブに対して、熱間圧延を施した後、800℃以下の温度域で巻取って熱延鋼板とする熱間圧延工程と、上記熱延鋼板を、650℃を超える温度域まで加熱する熱延板焼鈍を施して熱延焼鈍鋼板とする熱延板焼鈍工程と、を含む製造方法によって製造されることが好ましい。
[Manufacturing method of steel plate for hot stamping]
The steel sheet for hot stamping according to the present embodiment is produced by subjecting the slab having the chemical composition described above to hot rolling and then winding it in a temperature range of 800° C. or less to obtain a hot rolled steel sheet. and a hot-rolled sheet annealing step of heating the hot-rolled steel sheet to a temperature range exceeding 650° C. to obtain a hot-rolled annealed steel sheet.

熱間圧延工程では、熱間圧延後の巻取温度を800℃以下とすることが好ましい。巻取温度が800℃超であると、熱延鋼板の金属組織が過度に粗大化し、ホットスタンプ後の鋼板の引張強さが低下する。さらに好ましい巻取温度は650℃未満、600℃未満、または550℃未満である。また、巻取温度が低すぎると、熱延鋼板が硬質化し冷間圧延が困難となるため、巻取温度は400℃以上であることが好ましい。 In the hot rolling step, the coiling temperature after hot rolling is preferably 800° C. or lower. If the coiling temperature exceeds 800°C, the metal structure of the hot-rolled steel sheet becomes excessively coarse, and the tensile strength of the hot-stamped steel sheet decreases. More preferred coiling temperatures are less than 650°C, less than 600°C, or less than 550°C. Also, if the coiling temperature is too low, the hot-rolled steel sheet becomes hard and cold rolling becomes difficult, so the coiling temperature is preferably 400° C. or higher.

なお、本実施形態に係るホットスタンプ用鋼板の製造方法に供されるスラブの製造方法は、特に限定されない。例示されるスラブの好ましい製造方法では、上述した成分組成(化学組成)を有する鋼は、公知の手段により溶製された後に、連続鋳造法により鋼塊とされるか、または、任意の鋳造法により鋼塊とした後に分塊圧延する方法等により鋼片とされる。連続鋳造工程では、介在物に起因する表面欠陥の発生を抑制するために、鋳型内にて電磁攪拌等の外部付加的な流動を溶鋼に生じさせることが好ましい。鋼塊または鋼片は、一旦冷却されたものを再加熱して熱間圧延に供してもよく、連続鋳造後の高温状態にある鋼塊または分塊圧延後の高温状態にある鋼片をそのまま、あるいは保温して、あるいは補助的な加熱を行って熱間圧延に供してもよい。本実施形態では、このような鋼塊および鋼片を、熱間圧延の素材として「スラブ」と総称する。 The method of manufacturing the slab used in the method of manufacturing the steel sheet for hot stamping according to the present embodiment is not particularly limited. In the preferred slab manufacturing method exemplified, the steel having the above-described composition (chemical composition) is melted by known means and then made into a steel ingot by continuous casting, or by any casting method. It is made into a steel billet by a method such as blooming after making a steel ingot. In the continuous casting process, in order to suppress the occurrence of surface defects caused by inclusions, it is preferable to cause the molten steel to undergo external additional flow such as electromagnetic stirring within the mold. The steel ingot or billet that has been cooled once may be reheated and subjected to hot rolling. Alternatively, the steel may be subjected to hot rolling after being kept warm or subjected to auxiliary heating. In the present embodiment, such steel ingots and billets are collectively referred to as "slabs" as materials for hot rolling.

熱間圧延に供するスラブの温度は、オーステナイトの粗大化を防止するために、1250℃未満とすることが好ましく、1200℃未満とすることがより好ましい。熱間圧延は、圧延完了後にオーステナイトを変態させることにより熱延鋼板の金属組織を微細化するために、Ar点以上の温度域で完了させることが好ましい。The temperature of the slab subjected to hot rolling is preferably less than 1250°C, more preferably less than 1200°C, in order to prevent coarsening of austenite. Hot rolling is preferably completed in a temperature range of Ar 3 or more in order to refine the metal structure of the hot-rolled steel sheet by transforming austenite after the completion of rolling.

熱間圧延が粗圧延と仕上圧延とからなる場合には、仕上圧延を上記温度で完了するために、粗圧延と仕上圧延との間で粗圧延材を加熱してもよい。この際、粗圧延材の後端が先端よりも高温となるように加熱することにより仕上圧延の開始時における粗圧延材の全長にわたる温度の変動を140℃以下に抑制することが望ましい。これにより、巻取工程後のコイル内の製品特性の均一性が向上する。 When hot rolling consists of rough rolling and finish rolling, the rough rolled material may be heated between the rough rolling and finish rolling in order to complete the finish rolling at the above temperature. At this time, it is desirable to suppress temperature fluctuations over the entire length of the rough rolled material at the start of finish rolling to 140° C. or less by heating the rear end of the rough rolled material to a higher temperature than the leading end. This improves the uniformity of product properties in the coil after the winding process.

粗圧延材の加熱方法は公知の手段を用いて行えばよい。例えば、粗圧延機と仕上圧延機との間にソレノイド式誘導加熱装置を設けておき、この誘導加熱装置の上流側における粗圧延材長手方向の温度分布等に基づいて加熱昇温量を制御してもよい。 A known method may be used to heat the rough rolled material. For example, a solenoid type induction heating device is provided between the roughing mill and the finishing mill, and the amount of heating is controlled based on the temperature distribution in the longitudinal direction of the rough rolled material on the upstream side of this induction heating device. may

熱間圧延され、巻取られた鋼板は、必要に応じて公知の方法にしたがって脱脂等の処理が施された後、焼鈍されることが好ましい。熱延鋼板に施す焼鈍を熱延板焼鈍といい、熱延板焼鈍後の鋼板を熱延焼鈍鋼板という。熱延板焼鈍の前に、酸洗等により脱スケールを行ってもよい。 The hot-rolled and coiled steel sheet is preferably annealed after being subjected to treatment such as degreasing according to a known method, if necessary. Annealing performed on a hot-rolled steel sheet is called hot-rolled sheet annealing, and a steel sheet after hot-rolled sheet annealing is called hot-rolled annealed steel sheet. Descaling by pickling or the like may be performed before hot-rolled sheet annealing.

熱延板焼鈍工程における加熱温度は650℃超とすることが好ましい。これは、熱延焼鈍鋼板の金属組織において、鉄炭化物中のMn含有量およびCr含有量を高めるためである。熱延板焼鈍工程における加熱温度は680℃超であることがより好ましく、700℃超であることがさらに好ましい。一方、熱延板焼鈍工程における加熱温度が高くなりすぎると、熱延焼鈍鋼板の金属組織が粗大化し、ホットスタンプ後の引張強さが低下する。したがって、熱延板焼鈍工程における加熱温度の上限値は750℃未満であることがより好ましく、720℃未満であることがさらに好ましい。 The heating temperature in the hot-rolled sheet annealing step is preferably higher than 650°C. This is to increase the Mn content and Cr content in the iron carbide in the metallographic structure of the hot-rolled and annealed steel sheet. The heating temperature in the hot-rolled sheet annealing step is more preferably over 680°C, and even more preferably over 700°C. On the other hand, if the heating temperature in the hot-rolled steel sheet annealing step becomes too high, the metal structure of the hot-rolled and annealed steel sheet becomes coarse, and the tensile strength after hot stamping decreases. Therefore, the upper limit of the heating temperature in the hot-rolled sheet annealing step is more preferably less than 750°C, and even more preferably less than 720°C.

熱延板焼鈍の効果を十分に得るためには、加熱温度で30分以上保持することが好ましい。一方、保持時間が長くなりすぎると、熱延焼鈍鋼板の金属組織が粗大化し、ホットスタンプ後の引張強さが低下する。したがって、熱延板焼鈍工程における加熱温度での保持時間は10時間未満であることが好ましく、5時間未満であるとより好ましく、2時間未満であることがさらに好ましい。 In order to sufficiently obtain the effect of hot-rolled sheet annealing, it is preferable to maintain the heating temperature for 30 minutes or longer. On the other hand, if the holding time is too long, the metal structure of the hot-rolled and annealed steel sheet becomes coarse, and the tensile strength after hot stamping decreases. Therefore, the holding time at the heating temperature in the hot-rolled sheet annealing step is preferably less than 10 hours, more preferably less than 5 hours, and even more preferably less than 2 hours.

上述した熱延板焼鈍工程の後、熱延焼鈍鋼板に冷間圧延を施して板厚が2.8mm以下である冷延鋼板とすることが好ましい。ホットスタンプ成形品を軽量化するために、冷延鋼板の板厚は2.3mm以下であることがより好ましく、2.0mm以下であることがさらに好ましく、1.8mm以下であると特に好ましく、1.6mm以下であるとより一層好ましい。また、鋼板の製造性の観点から、冷延鋼板の板厚は、0.6mm以上であることが好ましい。 After the hot-rolled sheet annealing step described above, the hot-rolled annealed steel sheet is preferably cold-rolled to obtain a cold-rolled steel sheet having a thickness of 2.8 mm or less. In order to reduce the weight of the hot-stamped product, the thickness of the cold-rolled steel sheet is preferably 2.3 mm or less, more preferably 2.0 mm or less, and particularly preferably 1.8 mm or less. It is much more preferable that it is 1.6 mm or less. Further, from the viewpoint of steel sheet manufacturability, the thickness of the cold-rolled steel sheet is preferably 0.6 mm or more.

冷間圧延は常法にしたがって行えばよく、冷間圧延の前に酸洗等により脱スケールを行ってもよい。冷間圧延は、ホットスタンプ後の金属組織を微細化し、引張強さを高めるために、冷圧率(冷間圧延における累積圧下率)を30%以上とすることが好ましく、40%以上とすることがより好ましい。冷圧率が高すぎると、ホットスタンプ後の靭性が劣化する。そのため、冷圧率を65%以下とすることが好ましく、60%以下とすることがより好ましい。後述するように、冷間圧延後に連続焼鈍を行う場合は、焼鈍鋼板の金属組織を微細化するために、冷圧率を60%以上とすることが好ましく、70%以上とすることがより好ましい。 Cold rolling may be carried out according to a conventional method, and descaling by pickling or the like may be carried out before cold rolling. In cold rolling, in order to refine the metal structure after hot stamping and increase the tensile strength, the cold reduction (cumulative reduction in cold rolling) is preferably 30% or more, preferably 40% or more. is more preferable. If the cold reduction is too high, the toughness after hot stamping deteriorates. Therefore, the cold compression rate is preferably 65% or less, more preferably 60% or less. As will be described later, when continuous annealing is performed after cold rolling, the cold reduction rate is preferably 60% or more, more preferably 70% or more, in order to refine the metal structure of the annealed steel sheet. .

冷延鋼板に連続焼鈍を施して焼鈍鋼板としてもよい。連続焼鈍は常法にしたがって行えばよく、連続焼鈍を行う前に、公知の方法により脱脂等の処理を施してもよい。再結晶により焼鈍鋼板の金属組織を微細化するために、連続焼鈍における均熱温度を600℃以上、650℃以上、または700℃以上とすることが好ましい。 An annealed steel sheet may be obtained by subjecting a cold-rolled steel sheet to continuous annealing. The continuous annealing may be performed according to a conventional method, and before the continuous annealing, a treatment such as degreasing may be performed by a known method. In order to refine the metal structure of the annealed steel sheet by recrystallization, the soaking temperature in the continuous annealing is preferably 600° C. or higher, 650° C. or higher, or 700° C. or higher.

一方、連続焼鈍時の加熱速度が遅すぎたり、均熱温度が高すぎたり、均熱時間が長すぎたりすると、粒成長により焼鈍鋼板の金属組織が粗大化し、ホットスタンプ後の引張強さが低下する。そのため、焼鈍における均熱温度までの平均加熱速度を1℃/秒以上とすることが好ましく、均熱温度を800℃以下、または760℃以下とすることが好ましく、均熱時間を300秒未満、または120秒未満とすることが好ましい。 On the other hand, if the heating rate during continuous annealing is too slow, the soaking temperature is too high, or the soaking time is too long, grain growth will cause the metallographic structure of the annealed steel sheet to become coarse, and the tensile strength after hot stamping will decrease. descend. Therefore, the average heating rate to the soaking temperature in annealing is preferably 1 ° C./sec or more, the soaking temperature is preferably 800 ° C. or less or 760 ° C. or less, the soaking time is less than 300 seconds, Alternatively, it is preferably less than 120 seconds.

このようにして得られた熱延焼鈍鋼板、冷延鋼板および焼鈍鋼板には、常法にしたがって調質圧延を行ってもよい。 The hot-rolled and annealed steel sheets, the cold-rolled steel sheets and the annealed steel sheets thus obtained may be subjected to temper rolling according to a conventional method.

本実施形態に係るホットスタンプ用鋼板は、ホットスタンプ時におけるスケールの生成防止およびホットスタンプ後の鋼板の耐食性向上を目的に、表層にめっき層を備えていてもよい。めっきの種類は、前記目的に適うものであればよく、特に限定されないが、溶融亜鉛めっき鋼板、合金化溶融亜鉛めっき鋼板、溶融アルミニウムめっき鋼板、溶融Zn-Al合金めっき鋼板、溶融Zn-Al-Mg合金めっき鋼板、溶融Zn-Al-Mg-Si合金めっき鋼板、電気亜鉛めっき鋼板、および電気Ni-Zn合金めっき鋼板等が例示される。 The steel sheet for hot stamping according to the present embodiment may have a plating layer on the surface layer for the purpose of preventing scale formation during hot stamping and improving the corrosion resistance of the steel sheet after hot stamping. The type of plating is not particularly limited as long as it meets the above purpose, but hot-dip galvanized steel sheet, alloyed hot-dip galvanized steel sheet, hot-dip aluminum-plated steel sheet, hot-dip Zn-Al alloy-plated steel sheet, hot-dip Zn-Al- Mg alloy-plated steel sheet, hot-dip Zn-Al-Mg-Si alloy-plated steel sheet, electro-galvanized steel sheet, and electro-Ni-Zn alloy-plated steel sheet are exemplified.

溶融めっき鋼板を製造する場合は、上述した方法で製造された熱延焼鈍鋼板、冷延鋼板または焼鈍鋼板を素材鋼板として、常法にしたがってめっきを行えばよい。素材鋼板に冷延鋼板を用いる場合、再結晶によりめっき鋼板の金属組織を微細化するために、連続溶融めっきの焼鈍過程における均熱温度を、600℃以上、650℃以上または700℃以上とすることが好ましい。 When a hot-dip plated steel sheet is produced, the hot-rolled annealed steel sheet, the cold-rolled steel sheet, or the annealed steel sheet produced by the above-described method may be used as the material steel sheet and plated according to a conventional method. When a cold-rolled steel sheet is used as the material steel sheet, the soaking temperature in the annealing process of continuous hot-dip plating is set to 600° C. or higher, 650° C. or higher, or 700° C. or higher in order to refine the metal structure of the plated steel sheet by recrystallization. is preferred.

一方、均熱温度が高すぎると、粒成長により焼鈍鋼板の金属組織が粗大化するために、素材鋼板の種類にかかわらず、連続溶融めっきの焼鈍過程における均熱温度を800℃以下または760℃以下とすることが好ましい。溶融めっき後に鋼板を再加熱して合金化処理を行ってもよい。 On the other hand, if the soaking temperature is too high, the metal structure of the annealed steel sheet becomes coarse due to grain growth. It is preferable to: After hot-dip plating, the steel sheet may be reheated for alloying treatment.

電気めっき鋼板を製造する場合は、上述した方法で製造された熱延焼鈍鋼板、冷延鋼板または焼鈍鋼板を素材鋼板として、必要に応じて表面の清浄化および調整のための周知の前処理を施した後、常法にしたがって電気めっきを行えばよい。このようにして得られためっき鋼板には、常法にしたがって調質圧延を行ってもよい。 When producing an electroplated steel sheet, the hot-rolled annealed steel sheet, cold-rolled steel sheet, or annealed steel sheet manufactured by the above-described method is used as the material steel sheet, and if necessary, a known pretreatment for surface cleaning and adjustment is performed. After application, electroplating may be performed according to a conventional method. The plated steel sheet thus obtained may be subjected to temper rolling according to a conventional method.

以下、実施例によって本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to examples below, but the present invention is not limited to these examples.

(実施例1)
真空溶解炉を用いて溶鋼を鋳造し、表1に示す化学組成を有する鋼A~Nを製造した。表1中のAc点およびAc点は、鋼A~Nの冷延鋼板を2℃/秒で加熱した際の熱膨張変化から求めた。また、表1中のAr点は、鋼A~Nの冷延鋼板を920℃に加熱した後10℃/秒で冷却した際の熱膨張変化から求めた。鋼A~Nを1200℃に加熱し60分間保持した後、表2に示す熱延条件で熱間圧延を行った。
(Example 1)
Molten steel was cast using a vacuum melting furnace to produce steels A to N having chemical compositions shown in Table 1. Ac 1 point and Ac 3 point in Table 1 were obtained from changes in thermal expansion when cold-rolled steel sheets of steels A to N were heated at 2°C/sec. The Ar 3 points in Table 1 were obtained from the change in thermal expansion when the cold-rolled steel sheets of steels A to N were heated to 920°C and then cooled at 10°C/sec. Steels A to N were heated to 1200° C. and held for 60 minutes, and then hot rolled under the hot rolling conditions shown in Table 2.

Figure 0007127735000001
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Figure 0007127735000002
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具体的には、Ar点以上の温度域で、鋼A~Nに10パスの圧延を施し、厚さ3.6mmの熱延鋼板とした。熱間圧延後、水スプレーで、熱延鋼板を540~580℃まで冷却し、冷却終了温度を巻取温度とし、この巻取温度に保持した電気加熱炉中に熱延鋼板を装入して60分間保持し、その後、熱延鋼板を20℃/時間の平均冷却速度で室温まで炉冷却して、巻取り後の徐冷をシミュレートした。Specifically, steels A to N were subjected to 10 passes of rolling in a temperature range of Ar 3 or higher to obtain hot-rolled steel sheets having a thickness of 3.6 mm. After hot rolling, the hot-rolled steel sheet is cooled to 540 to 580° C. with a water spray, the cooling end temperature is taken as the coiling temperature, and the hot-rolled steel sheet is charged into an electric heating furnace held at this coiling temperature. It was held for 60 minutes, after which the hot rolled steel sheet was furnace cooled to room temperature at an average cooling rate of 20°C/hour to simulate slow cooling after coiling.

徐冷後、一部の熱延鋼板に対し、熱延板焼鈍を施した。具体的には、熱延鋼板を、電気加熱炉を用いて50℃/時の平均加熱速度で710℃まで加熱した後、1時間保持し、続いて20℃/時の平均冷却速度で冷却して熱延焼鈍鋼板とした。 After slow cooling, some of the hot-rolled steel sheets were subjected to hot-rolled sheet annealing. Specifically, the hot-rolled steel sheet is heated to 710°C at an average heating rate of 50°C/hour using an electric heating furnace, held for 1 hour, and then cooled at an average cooling rate of 20°C/hour. A hot-rolled and annealed steel sheet was obtained.

熱延鋼板および熱延焼鈍鋼板を酸洗して冷間圧延用の母材とし、冷圧率61%で冷間圧延を施して、厚さ1.4mmの冷延鋼板とした。一部の冷延鋼板を、連続焼鈍シミュレーターを用いて、10℃/秒の平均加熱速度で表2に示す焼鈍の均熱温度まで加熱し60秒間均熱した。続いて400℃まで冷却し180秒間保持した後、室温まで冷却して焼鈍鋼板とした。得られた焼鈍鋼板については、表3中の「鋼種」の欄に「ACR」と記載し、「めっき種」の欄に「-」と記載した。なお、冷延鋼板については、表3中の「鋼種」の欄に「CR」と記載し、「めっき種」の欄に「-」と記載した。 A hot-rolled steel sheet and a hot-rolled annealed steel sheet were pickled to form a base material for cold rolling, and cold-rolled at a cold reduction rate of 61% to obtain a cold-rolled steel sheet having a thickness of 1.4 mm. Some of the cold-rolled steel sheets were heated to the soaking temperature for annealing shown in Table 2 at an average heating rate of 10°C/sec using a continuous annealing simulator and soaked for 60 seconds. Subsequently, after cooling to 400° C. and holding for 180 seconds, it was cooled to room temperature to obtain an annealed steel sheet. Regarding the obtained annealed steel sheets, "ACR" is indicated in the "Steel type" column in Table 3, and "-" is indicated in the "Plating type" column. As for the cold-rolled steel sheets, "CR" is indicated in the "Steel type" column in Table 3, and "-" is indicated in the "Plating type" column.

また、一部の冷延鋼板を、溶融めっきシミュレーターを用いて、10℃/秒の平均加熱速度で表2に示す焼鈍の均熱温度まで加熱し60秒間均熱した。続いて冷却し、溶融亜鉛めっき浴または溶融アルミニウムめっき浴に浸漬して、溶融亜鉛めっきまたは溶融アルミニウムめっきを施し、溶融亜鉛めっき鋼板または溶融アルミニウムめっき鋼板とした。一部の鋼板には、溶融亜鉛めっきの後、520℃まで加熱して合金化処理を施し、合金化溶融亜鉛めっき鋼板とした。得られためっき鋼板については、表3中の「鋼種」の欄に「ACR」と記載し、「めっき種」の欄に「GI」、「GA」または「AL」と記載した。 Also, some of the cold-rolled steel sheets were heated to the soaking temperature for annealing shown in Table 2 at an average heating rate of 10° C./sec using a hot-dip plating simulator and soaked for 60 seconds. Subsequently, it was cooled and immersed in a hot-dip galvanizing bath or hot-dip aluminum plating bath to apply hot-dip galvanizing or hot-dip aluminum plating to obtain a hot-dip galvanized steel sheet or hot-dip aluminum-plated steel sheet. Some of the steel sheets were subjected to alloying treatment by heating to 520° C. after hot-dip galvanizing to obtain alloyed hot-dip galvanized steel sheets. The obtained plated steel sheets are described as "ACR" in the "Steel type" column in Table 3, and as "GI", "GA" or "AL" in the "Plating type" column.

このようにして得られた冷延鋼板、焼鈍鋼板、溶融亜鉛めっき鋼板、合金化溶融亜鉛めっき鋼板、および、溶融アルミニウムめっき鋼板(これらの鋼板を総称してホットスタンプ用鋼板と呼ぶ)から、組織観察用試験片を採取し、組織観察を行った。 From the cold-rolled steel sheet, annealed steel sheet, hot-dip galvanized steel sheet, alloyed hot-dip galvanized steel sheet, and hot-dip aluminum-coated steel sheet (these steel sheets are collectively referred to as hot stamping steel sheets) obtained in this way, the structure Observation specimens were collected and their structures were observed.

具体的には、非めっき鋼板(冷延鋼板および焼鈍鋼板)の場合は、圧延方向に平行な板厚断面を研磨した後、鋼板表面から鋼板の板厚の1/4深さ位置(鋼板表面から板厚の1/8深さ~鋼板表面から板厚の3/8深さの領域)、めっき鋼板の場合は、基材の鋼板とめっき層との境界から基材である鋼板の板厚の1/4深さ位置(上記境界から基材である鋼板の板厚の1/8深さ~上記境界から基材である鋼板の板厚の3/8深さの領域)からレプリカ法により析出物を抽出し、TEMを用いて鉄炭化物を同定した。10個の鉄炭化物に対し、EDSを用いてFe、MnおよびCrの3元素について定量分析を行った。Fe、MnおよびCrの含有量の合計を100原子%としたときの、鉄炭化物中のMn含有量(原子%)およびCr含有量(原子%)をそれぞれ[Mn]θおよび[Cr]θとし、[Mn]θと[Cr]θとの和の平均値を求めた。Specifically, in the case of non-plated steel sheets (cold-rolled steel sheets and annealed steel sheets), after polishing the thickness cross-section parallel to the rolling direction, 1/8 depth of the plate thickness to 3/8 depth of the plate thickness from the surface of the steel plate), in the case of plated steel plate, from the boundary between the base steel plate and the plating layer to the plate thickness of the base steel plate From the 1/4 depth position (1/8 depth of the plate thickness of the steel plate as the base material from the above boundary to 3/8 depth of the plate thickness of the steel plate as the base material from the above boundary) by the replica method Precipitates were extracted and TEM was used to identify iron carbides. Quantitative analysis of the three elements of Fe, Mn and Cr was performed on ten iron carbides using EDS. [Mn] θ and [Cr] θ are the Mn content (atomic %) and the Cr content (atomic %) in the iron carbide when the total content of Fe, Mn and Cr is 100 atomic %. , [Mn] θ and [Cr] θ were averaged.

また、上記ホットスタンプ用鋼板から、圧延方向に直行する方向に沿ってJIS13B号引張試験片を採取し、10mm/分の引張速度で引張試験を行い、引張強さを求めた。表3に、ホットスタンプ用鋼板の金属組織を観察した結果、および、ホットスタンプ用鋼板の機械特性を調査した結果を示す。 Also, a JIS 13B tensile test piece was taken from the hot stamping steel sheet along a direction perpendicular to the rolling direction, and a tensile test was performed at a tensile speed of 10 mm/min to determine the tensile strength. Table 3 shows the results of observing the metallographic structure of the steel sheets for hot stamping and the results of investigating the mechanical properties of the steel sheets for hot stamping.

Figure 0007127735000003
Figure 0007127735000003

上記ホットスタンプ用鋼板から、幅240mm、長さ170mmのホットスタンプ用素板を採取し、ホットスタンプにより図1に示す形状のハット部材を製造した。ホットスタンプ工程では、ガス加熱炉を用いて、素板を表4に示す加熱温度で4分間加熱した後、加熱炉から取り出して放冷し、表4に示す開始温度で、冷却装置を備えた金型に挟んでハット成形し、続いて表4に示す冷却停止温度まで金型内で冷却した。また、一部のハット部材を、電気加熱炉を用いて、表4に示す条件で再加熱した。表4のホットスタンプ条件のRTは室温であることを示し、「-」は再加熱工程を行わなかったことを示す。 A hot stamping base plate having a width of 240 mm and a length of 170 mm was taken from the above steel plate for hot stamping, and a hat member having the shape shown in FIG. 1 was manufactured by hot stamping. In the hot stamping process, a gas heating furnace is used to heat the base plate at the heating temperature shown in Table 4 for 4 minutes, then it is removed from the heating furnace and allowed to cool, and the starting temperature shown in Table 4 is provided with a cooling device. It was sandwiched between molds to form a hat, and then cooled in the mold to the cooling stop temperature shown in Table 4. Also, some of the hat members were reheated under the conditions shown in Table 4 using an electric heating furnace. The RT for the hot stamping conditions in Table 4 indicates room temperature, and "-" indicates that no reheating step was performed.

一部のハット部材(ホットスタンプ成形品)に、電気加熱炉を用いて170℃で20分間の熱処理を施した。 A portion of the hat member (hot stamped product) was heat-treated at 170° C. for 20 minutes using an electric heating furnace.

熱処理前のハット部材の縦壁部から、SEM観察用試験片を採取し、この試験片の鋼板の圧延方向に平行な板厚断面を研磨した後、この板厚断面にナイタール腐食およびレペラー腐食を行い、非めっき鋼板の場合は、鋼板表面から鋼板の板厚の1/4深さ位置(鋼板表面から板厚の1/8深さ~鋼板表面から板厚の3/8深さの領域)、めっき鋼板の場合は、基材の鋼板とめっき層の境界から基材である鋼板の板厚の1/4深さ位置(上記境界から基材である鋼板の板厚の1/8深さ~上記境界から基材である鋼板の板厚の3/8深さの領域)における金属組織を観察した。上述した方法を用いて、画像処理により、フェライト、パーライト、残留オーステナイト、焼戻しマルテンサイト、マルテンサイトおよびベイナイトの面積率を測定した。結果を表4に示す。表4に示す組織の残部はパーライト、残留オーステナイトおよび/または析出物であった。また、表中、本発明の規定を満足する試験番号では、ホットスタンプ成形品の金属組織において、フェライト中に占めるポリゴナルフェライトの割合は5.0%以上であった。 A test piece for SEM observation was taken from the vertical wall portion of the hat member before the heat treatment, and after polishing the plate thickness section parallel to the rolling direction of the steel plate of this test piece, the plate thickness section was subjected to nital corrosion and repeller corrosion. In the case of non-plated steel sheet, the depth position of 1/4 of the thickness of the steel sheet from the surface of the steel sheet (area from 1/8 of the thickness of the steel sheet to 3/8 of the thickness from the surface of the steel sheet) , In the case of a plated steel sheet, the position at a depth of 1/4 of the thickness of the base steel sheet from the boundary between the base steel sheet and the plating layer (1/8 depth of the base steel sheet thickness from the above boundary The metallographic structure was observed in a region from the above boundary to a depth of 3/8 of the plate thickness of the base steel plate). Using the method described above, the area ratios of ferrite, pearlite, retained austenite, tempered martensite, martensite and bainite were measured by image processing. Table 4 shows the results. The remainder of the structure shown in Table 4 was pearlite, retained austenite and/or precipitates. Moreover, in the test numbers satisfying the provisions of the present invention in the table, the proportion of polygonal ferrite in ferrite was 5.0% or more in the metallographic structure of the hot-stamped product.

また、熱処理前後のハット部材の縦壁部から、部材の長手方向に沿ってJIS13B号引張試験片を採取し、10mm/分の引張速度で引張試験を行い、引張強さを求めた。熱処理を施していないハット部材の引張強さと、熱処理を施したハット部材の引張強さとの差(ΔTS)を求め、ΔTSが100MPa以下であれば、ハット部材の熱的安定性が良好であると判断した。 Also, a JIS 13B tensile test piece was taken along the longitudinal direction of the hat member from the vertical wall portion of the hat member before and after the heat treatment, and a tensile test was performed at a tensile speed of 10 mm/min to determine the tensile strength. The difference (ΔTS) between the tensile strength of the hat member that has not been heat-treated and the tensile strength of the hat member that has been heat-treated is determined. It was judged.

熱処理前の引張強さが440MPa以上、700MPa未満であり、かつΔTSが100MPa以下であった場合を、本発明の規定を満足するとして合格と判定した。一方、熱処理前の引張強さが440MPa未満、または700MPa以上であったか、ΔTSが100MPa超であった場合を、本発明の規定を満足しないとして不合格と判定した。 When the tensile strength before the heat treatment was 440 MPa or more and less than 700 MPa and the ΔTS was 100 MPa or less, it was judged as acceptable because it satisfied the regulations of the present invention. On the other hand, if the tensile strength before the heat treatment was less than 440 MPa or 700 MPa or more, or if the ΔTS was more than 100 MPa, it was judged to be unacceptable as not satisfying the provisions of the present invention.

表4に、ハット部材の金属組織を観察した結果、および、ハット部材の機械特性を評価した結果を示す。表1~4において、下線を付した数値は、本発明の範囲外であること、または好ましい製造条件を外れることを意味する。 Table 4 shows the results of observing the metal structure of the hat member and the results of evaluating the mechanical properties of the hat member. In Tables 1 to 4, the underlined values are outside the scope of the present invention or outside the preferred production conditions.

Figure 0007127735000004
Figure 0007127735000004

本発明の規定を満足する試験番号1~3、9~11、14~17および25~33は、いずれも、ホットスタンプ成形品の引張強さが440MPa以上、700MPa未満であり、良好な強度特性を示しており、また、ΔTSが100MPa以下であり、良好な熱的安定性を示している。 Test numbers 1 to 3, 9 to 11, 14 to 17 and 25 to 33, which satisfy the provisions of the present invention, all have a tensile strength of 440 MPa or more and less than 700 MPa, and good strength characteristics , and ΔTS is 100 MPa or less, indicating good thermal stability.

また、ホットスタンプ用鋼板の製造工程において、熱延板焼鈍を行った試験番号2、10、16、25および27は、ホットスタンプ成形品のΔTSが30MPa以下であり、熱的安定性が特に良好であった。 In addition, in the manufacturing process of steel sheets for hot stamping, test numbers 2, 10, 16, 25 and 27 in which hot-rolled sheet annealing was performed had a ΔTS of the hot stamped product of 30 MPa or less, and the thermal stability was particularly good. Met.

これらに対して、化学組成が本発明の範囲から外れる鋼板を用いた比較例の試験番号20~24は、ホットスタンプ成形品の引張強さが440MPa未満であり、強度特性が劣っていたか、または、ΔTSが100MPa以上であり、熱的安定性が劣っていた。 On the other hand, in test numbers 20 to 24 of comparative examples using steel sheets whose chemical composition is outside the scope of the present invention, the tensile strength of the hot stamped product is less than 440 MPa, and the strength characteristics are poor, or , ΔTS was 100 MPa or more, and the thermal stability was poor.

具体的には、鋼Eを用いた試験番号21は、鋼のMn含有量が低すぎたため、ホットスタンプ成形品の金属組織において焼戻しマルテンサイト面積率が不足し、ホットスタンプ成形品の引張強さが低かった。 Specifically, in test number 21 using steel E, the Mn content of the steel was too low, so the tempered martensite area ratio was insufficient in the metal structure of the hot stamped product, and the tensile strength of the hot stamped product was low. was low.

鋼Dを用いた試験番号20は、鋼のMn含有量が高すぎたため、ホットスタンプ成形品の引張強さが700MPa以上でありΔTSが大きかった。 In Test No. 20 using steel D, the Mn content of the steel was too high, so the tensile strength of the hot stamped product was 700 MPa or more and ΔTS was large.

鋼Fを用いた試験番号22は、鋼のC含有量が高すぎたため、ホットスタンプ成形品の金属組織においてフェライト面積率が不足し、ホットスタンプ成形品の引張強さが700MPa以上でありΔTSが大きかった。 In Test No. 22 using steel F, the C content of the steel was too high, so the ferrite area ratio was insufficient in the metal structure of the hot stamped product, the tensile strength of the hot stamped product was 700 MPa or more, and ΔTS was It was big.

鋼Gを用いた試験番号23は、鋼のSi含有量が高すぎたため、ΔTSが大きかった。 Test number 23 using steel G had a large ΔTS because the Si content of the steel was too high.

鋼Hを用いた試験番号24は、鋼のB含有量が低すぎたため、ΔTSが大きかった。 Test number 24 with steel H had a large ΔTS because the B content in the steel was too low.

化学組成は本発明の範囲内であるが、ホットスタンプ成形品の製造条件が本発明の範囲から外れる比較例の試験番号4~8、12、13、18および19は、ホットスタンプ成形品の引張強さが440MPa未満であり、強度特性が劣っていたか、または、ΔTSが100MPa以上であり、熱的安定性が劣っていた。 Although the chemical composition is within the scope of the present invention, test numbers 4 to 8, 12, 13, 18 and 19 of comparative examples in which the manufacturing conditions of the hot stamped article are outside the scope of the present invention are the tensile strength of the hot stamped article. Either the strength was less than 440 MPa and the strength properties were poor, or the ΔTS was 100 MPa or more and the thermal stability was poor.

具体的には、鋼Aを用いた試験番号4および5は、再加熱工程における保持時間が長すぎたか、または再加熱温度が高すぎたために、ホットスタンプ成形品の引張強さが低かった。 Specifically, Test Nos. 4 and 5 with Steel A had either too long a hold time in the reheating step or too high a reheat temperature, resulting in low tensile strength of the hot stamped part.

鋼Aを用いた試験番号6は、加熱工程における加熱温度が低すぎたために、引張強さが低かった。
鋼Aを用いた試験番号7および8は、ホットスタンプ工程における成形開始温度が低すぎたか、または冷却停止温度が高すぎたために、引張強さが低かった。
Test No. 6 using steel A had low tensile strength because the heating temperature in the heating process was too low.
Test Nos. 7 and 8 with Steel A had low tensile strength due to either too low forming start temperature or too high cooling stop temperature in the hot stamping process.

鋼Bを用いた試験番号12および13は、再加熱工程における保持時間が短すぎたか、または再加熱温度が低すぎたために、ホットスタンプ成形品の金属組織において焼戻しマルテンサイト面積率が不足し、ΔTSが大きかった。 In test numbers 12 and 13 using steel B, the holding time in the reheating process was too short or the reheating temperature was too low, resulting in an insufficient tempered martensite area ratio in the metallographic structure of the hot stamped product. ΔTS was large.

鋼Cを用いた試験番号18は、ホットスタンプ工程における成形開始温度が高すぎたために、ΔTSが大きかった。鋼Cを用いた試験番号19は、再加熱工程が行われなかったために、焼戻しマルテンサイト面積率が不足し、ΔTSが大きかった。 Test No. 18 using steel C had a large ΔTS because the forming start temperature in the hot stamping process was too high. Test No. 19 using steel C had an insufficient tempered martensite area ratio and a large ΔTS because the reheating process was not performed.

(実施例2)
真空溶解炉を用いて溶鋼を鋳造し、実施例1において、表1に示した化学組成を有する鋼A~Cを製造した。鋼A~Cを用い、実施例1と同様に、表5に示す条件で、熱間圧延、熱延板焼鈍、冷間圧延、および、焼鈍を行い、次いでめっき処理を行い、溶融亜鉛めっき鋼板、合金化溶融亜鉛めっき鋼板、および、溶融アルミニウムめっき鋼板(ホットスタンプ用鋼板)を製造した。
(Example 2)
Molten steel was cast using a vacuum melting furnace, and steels A to C having chemical compositions shown in Table 1 were produced in Example 1. Steels A to C were hot-rolled, hot-rolled sheet annealed, cold-rolled, and annealed under the conditions shown in Table 5 in the same manner as in Example 1, and then plated to form hot-dip galvanized steel sheets. , alloyed hot-dip galvanized steel sheets, and hot-dip aluminum-coated steel sheets (hot stamping steel sheets) were manufactured.

Figure 0007127735000005
Figure 0007127735000005

これらのホットスタンプ用鋼板の金属組織および機械特性を、実施例1と同様にして調査した。表6に、ホットスタンプ用鋼板の金属組織を観察した結果、および、ホットスタンプ用鋼板の機械特性を調査した結果を示す。 The metal structures and mechanical properties of these hot stamping steel sheets were investigated in the same manner as in Example 1. Table 6 shows the results of observing the metallographic structure of the hot stamping steel sheet and the results of investigating the mechanical properties of the hot stamping steel sheet.

Figure 0007127735000006
Figure 0007127735000006

これらのホットスタンプ用鋼板から、厚さ1.4mm、幅240mm、長さ170mmのホットスタンプ用素板を採取した。この素板を、同一寸法の接合用鋼板とレーザー溶接により接合し、厚さ1.4mm、幅240mm、長さ340mmの接合鋼板を作製した。接合用鋼板には、化学組成が質量%で、0.21%C-0.13%Si-1.31%Mn-0.012%P-0.0018%S-0.043%sol.Al-0.0030%N-0.21%Cr-0.0018%Bである冷延鋼板を用いた。 From these hot stamping steel sheets, a hot stamping blank having a thickness of 1.4 mm, a width of 240 mm and a length of 170 mm was taken. This base plate was joined to a joining steel plate of the same size by laser welding to produce a joined steel plate having a thickness of 1.4 mm, a width of 240 mm and a length of 340 mm. The steel plate for joining has a chemical composition of 0.21% C-0.13% Si-1.31% Mn-0.012% P-0.0018% S-0.043% sol. A cold-rolled steel sheet of Al-0.0030%N-0.21%Cr-0.0018%B was used.

接合鋼板を、実施例1と同様に、表7に示す条件でホットスタンプし、図2に示す形状のハット部材を製造した。その後、一部のハット部材に、電気加熱炉を用いて170℃で20分間の熱処理を施した。 The bonded steel plates were hot-stamped under the conditions shown in Table 7 in the same manner as in Example 1 to produce a hat member having the shape shown in FIG. After that, a portion of the hat member was subjected to heat treatment at 170° C. for 20 minutes using an electric heating furnace.

そして、熱処理前後のハット部材において、鋼A~Cからなる部分の金属組織および機械特性を、実施例1と同様にして調査した。表7に、ハット部材(ホットスタンプ成形品)の金属組織を観察した結果、および、ハット部材の機械特性を評価した結果を示す。 Then, in the hat members before and after the heat treatment, the metal structures and mechanical properties of the portions made of steels A to C were investigated in the same manner as in Example 1. Table 7 shows the results of observing the metallographic structure of the hat member (hot stamped product) and the results of evaluating the mechanical properties of the hat member.

Figure 0007127735000007
Figure 0007127735000007

試験番号34~36のいずれの試験結果も、ホットスタンプ成形品の引張強さが440MPa以上700MPa未満であり、また、ΔTSが100MPa以下であり、良好な強度特性および熱的安定性を示している。ハット部材の接合用鋼板部分の引張強さは、試験番号34~36に対し、それぞれ1545MPa、1540MPa、1536MPaであった。 All test results of test numbers 34 to 36 show that the hot stamped product has a tensile strength of 440 MPa or more and less than 700 MPa, and a ΔTS of 100 MPa or less, indicating good strength characteristics and thermal stability. . The tensile strength of the joining steel plate portion of the hat member was 1545 MPa, 1540 MPa and 1536 MPa for test numbers 34 to 36, respectively.

本発明によれば、塗装焼付処理に伴う強度の変動が小さい、引張強さが440MPa以上、700MPa未満である部分を有する、熱的安定性に優れたホットスタンプ成形品を得ることが可能になる。 According to the present invention, it is possible to obtain a hot-stamped molded product with excellent thermal stability, which has a portion with a tensile strength of 440 MPa or more and less than 700 MPa, which has a small change in strength due to paint baking treatment. .

Claims (7)

ホットスタンプ成形品であって、
前記ホットスタンプ成形品の全部または一部が、
質量%で、
C :0.001%以上、0.090%未満、
Si:0.50%未満、
Mn:0.50%以上、1.70%未満、
P :0.200%以下、
S :0.0200%以下、
sol.Al:0.001~2.500%、
N :0.0200%以下、
B :0.0002~0.0200%、
Ti:0~0.300%、
Nb:0~0.300%、
V :0~0.300%、
Zr:0~0.300%、
Cr:0~2.00%、
Mo:0~2.00%、
Cu:0~2.00%、
Ni:0~2.00%、
Ca:0~0.0100%、
Mg:0~0.0100%、
REM:0~0.1000%、
Bi:0~0.0500%、並びに
残部:Feおよび不純物である化学組成を有し、
金属組織が、面積%で、
フェライト:50.0%超、
焼戻しマルテンサイト:5.0%以上、50.0%未満、
マルテンサイト:0%以上、10.0%未満、
ベイナイト:0%以上、20.0%未満、を含み、
引張強さが、440MPa以上、700MPa未満であり、
170℃で20分間の熱処理を施した際の、前記引張強さの低下量であるΔTSが100MPa以下である、
ホットスタンプ成形品。
A hot stamped article,
All or part of the hot stamped article,
in % by mass,
C: 0.001% or more and less than 0.090%,
Si: less than 0.50%,
Mn: 0.50% or more and less than 1.70%,
P: 0.200% or less,
S: 0.0200% or less,
sol. Al: 0.001 to 2.500%,
N: 0.0200% or less,
B: 0.0002 to 0.0200%,
Ti: 0 to 0.300%,
Nb: 0 to 0.300%,
V: 0 to 0.300%,
Zr: 0 to 0.300%,
Cr: 0 to 2.00%,
Mo: 0-2.00%,
Cu: 0 to 2.00%,
Ni: 0 to 2.00%,
Ca: 0 to 0.0100%,
Mg: 0-0.0100%,
REM: 0 to 0.1000%,
Bi: 0 to 0.0500%, and the balance: having a chemical composition of Fe and impurities,
The metal structure, in area %,
Ferrite: more than 50.0%,
Tempered martensite: 5.0% or more and less than 50.0%,
Martensite: 0% or more and less than 10.0%,
Bainite: 0% or more and less than 20.0%,
Tensile strength is 440 MPa or more and less than 700 MPa,
ΔTS, which is the amount of decrease in tensile strength, is 100 MPa or less when heat-treated at 170 ° C. for 20 minutes.
Hot stamped moldings.
前記化学組成が、質量%で、
Ti:0.001~0.300%、
Nb:0.001~0.300%、
V :0.001~0.300%、
Zr:0.001~0.300%、
Cr:0.001~2.00%、
Mo:0.001~2.00%、
Cu:0.001~2.00%、
Ni:0.001~2.00%、
Ca:0.0001~0.0100%、
Mg:0.0001~0.0100%、
REM:0.0001~0.1000%、および
Bi:0.0001~0.0500%
からなる群から選択される1種または2種以上を含有する、
請求項1に記載のホットスタンプ成形品。
The chemical composition, in mass %,
Ti: 0.001 to 0.300%,
Nb: 0.001 to 0.300%,
V: 0.001 to 0.300%,
Zr: 0.001 to 0.300%,
Cr: 0.001 to 2.00%,
Mo: 0.001 to 2.00%,
Cu: 0.001 to 2.00%,
Ni: 0.001 to 2.00%,
Ca: 0.0001 to 0.0100%,
Mg: 0.0001-0.0100%,
REM: 0.0001-0.1000%, and Bi: 0.0001-0.0500%
containing one or more selected from the group consisting of
The hot stamped article according to claim 1.
表面にめっき層を有する、
請求項1または2に記載のホットスタンプ成形品。
having a plating layer on the surface,
The hot-stamped article according to claim 1 or 2.
請求項1または2に記載のホットスタンプ成形品を製造する方法であって、
請求項1または2に記載の化学組成を有するホットスタンプ用鋼板を、Ac点を超える温度まで加熱する加熱工程と、
前記加熱工程後の前記ホットスタンプ用鋼板に対して、(Ar点-200℃)以上、Ar点未満の温度でホットスタンプを開始し、続いて90℃未満の温度まで冷却するホットスタンプ工程と、
前記ホットスタンプ工程後の成形品を、100~140℃の温度まで加熱し、その温度で3~120分間保持する再加熱工程と、を備える、
ホットスタンプ成形品の製造方法。
A method for producing a hot stamped article according to claim 1 or 2,
A heating step of heating a steel sheet for hot stamping having the chemical composition according to claim 1 or 2 to a temperature exceeding Ac 3 point;
A hot stamping step of starting hot stamping at a temperature of (Ar 3 point - 200 ° C.) or more and less than Ar 3 point on the steel plate for hot stamping after the heating step, and then cooling to a temperature of less than 90 ° C. When,
A reheating step of heating the molded product after the hot stamping step to a temperature of 100 to 140 ° C. and holding it at that temperature for 3 to 120 minutes;
A method for manufacturing a hot stamped article.
請求項1または2に記載のホットスタンプ成形品を製造する方法であって、
請求項1または2に記載の化学組成を有するホットスタンプ用鋼板を、接合用鋼板と接合して接合鋼板とする接合工程と、
前記接合工程後の接合鋼板を前記ホットスタンプ用鋼板のAc点を超える温度まで加熱する加熱工程と、
前記加熱工程後の前記接合鋼板に対して、前記ホットスタンプ用鋼板の(Ar点-200℃)以上、Ar点未満の温度でホットスタンプを開始し、続いて90℃未満の温度まで冷却するホットスタンプ工程と、
前記ホットスタンプ工程後の成形品を、100~140℃の温度まで加熱し、その温度で3~120分間保持する再加熱工程と、を備える、
ホットスタンプ成形品の製造方法。
A method for producing a hot stamped article according to claim 1 or 2,
A joining step of joining a steel plate for hot stamping having the chemical composition according to claim 1 or 2 to a joining steel plate to form a joining steel plate;
A heating step of heating the joined steel plates after the joining step to a temperature exceeding the Ac 3 point of the hot stamping steel plate;
Hot stamping is started on the bonded steel sheets after the heating process at a temperature of (Ar 3 point - 200 ° C.) or higher and less than Ar 3 point of the hot stamping steel sheet, and then cooled to a temperature of less than 90 ° C. a hot stamping process to
A reheating step of heating the molded product after the hot stamping step to a temperature of 100 to 140 ° C. and holding it at that temperature for 3 to 120 minutes;
A method for manufacturing a hot stamped article.
請求項3に記載のホットスタンプ成形品を製造する方法であって、
請求項1または2に記載の化学組成を有し、かつ表面にめっき層を有するホットスタンプ用鋼板を、Ac点を超える温度まで加熱する加熱工程と、
前記加熱工程後の前記ホットスタンプ用鋼板に対して、(Ar点-200℃)以上、Ar点未満の温度でホットスタンプを開始し、続いて90℃未満の温度まで冷却するホットスタンプ工程と、
前記ホットスタンプ工程後の成形品を、100~140℃の温度まで加熱し、その温度で3~120分間保持する再加熱工程と、を備える
ホットスタンプ成形品の製造方法。
A method of manufacturing a hot stamped article according to claim 3, comprising:
A heating step of heating a steel sheet for hot stamping having the chemical composition according to claim 1 or 2 and having a plating layer on the surface to a temperature exceeding Ac 3 point;
A hot stamping step of starting hot stamping at a temperature of (Ar 3 point - 200 ° C.) or more and less than Ar 3 point on the steel plate for hot stamping after the heating step, and then cooling to a temperature of less than 90 ° C. When,
A method for producing a hot stamped molded product, comprising: a reheating step of heating the molded product after the hot stamping step to a temperature of 100 to 140° C. and holding at that temperature for 3 to 120 minutes.
請求項3に記載のホットスタンプ成形品を製造する方法であって、
請求項1または2に記載の化学組成を有し、かつ表面にめっき層を有するホットスタンプ用鋼板を、接合用鋼板と接合して接合鋼板とする接合工程と、
前記接合工程後の接合鋼板を、前記ホットスタンプ用鋼板のAc点を超える温度まで加熱する加熱工程と、
前記加熱工程後の前記接合鋼板に対して、前記ホットスタンプ用鋼板の(Ar点-200℃)以上、Ar点未満の温度でホットスタンプを開始し、続いて90℃未満の温度まで冷却するホットスタンプ工程と、
前記ホットスタンプ工程後の成形品を、100~140℃の温度まで加熱し、その温度で3~120分間保持する再加熱工程と、を備える、
ホットスタンプ成形品の製造方法。
A method of manufacturing a hot stamped article according to claim 3, comprising:
A joining step of joining a steel plate for hot stamping having the chemical composition according to claim 1 or 2 and having a plating layer on the surface thereof with a joining steel plate to form a joined steel plate;
A heating step of heating the joined steel plates after the joining step to a temperature exceeding the Ac 3 point of the hot stamping steel plate;
Hot stamping is started on the bonded steel sheets after the heating process at a temperature of (Ar 3 point - 200 ° C.) or higher and less than Ar 3 point of the hot stamping steel sheet, and then cooled to a temperature of less than 90 ° C. a hot stamping process to
A reheating step of heating the molded product after the hot stamping step to a temperature of 100 to 140 ° C. and holding it at that temperature for 3 to 120 minutes;
A method for manufacturing a hot stamped article.
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